iOS多线程之GCD学习笔记
什么是GCD
1.全称是Grand Central Dispatch,可译为“牛逼的中枢调度器”
2.纯C语言,提供了非常多强大的函数
GCD的优势
- GCD是苹果公司为多核的并行运算提出的解决方案
- GCD会自动利用更多的CPU内核(比如双核、四核)
- GCD会自动管理线程的生命周期(创建线程、调度任务、销毁线程)
- 程序员只需要告诉GCD想要执行什么任务,不需要编写任何线程管理代码
任务和队列
GCD中有2个核心概念
- 任务:执行什么操作
- 队列:用来存放任务
GCD的使用就2个步骤,首先确定定制任务(确定想做的事情),然后将任务添加到队列中,GCD会自动将队列中的任务取出,放到对应的线程中执行(任务的取出遵循队列的FIFO原则:先进先出,后进后出)
执行任务
GCD中有2个用来执行任务的函数
1.用同步的方式执行任务
dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block); //queue:队列 //block:任务
2.用异步的方式执行任务
dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
同步和异步的区别
同步:只能在当前线程中执行任务,不具备开启新线程的能力
异步:可以在新的线程中执行任务,具备开启新线程的能力
队列的类型
GCD的队列可以分为2大类型
1.并发队列(Concurrent Dispatch Queue):可以让多个任务并发(同时)执行(自动开启多个线程同时执行任务),并发功能只有在异步(dispatch_async)函数下才有效
2.串行队列(Serial Dispatch Queue):让任务一个接着一个地执行(一个任务执行完毕后,再执行下一个任务)
容易混淆的术语
有4个术语比较容易混淆:同步、异步、并发、串行
- 同步和异步主要影响:能不能开启新的线程
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- 同步:在当前线程中执行任务,不具备开启新线程的能力
- 异步:在新的线程中执行任务,具备开启新线程的能力
- 并发和串行主要影响:任务的执行方式
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- 并发:多个任务并发(同时)执行
- 串行:一个任务执行完毕后,再执行下一个任务
并发队列
GCD默认已经提供了全局的并发队列,供整个应用使用,不需要手动创建,使用dispatch_get_global_queue函数获得全局的并发队列
dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue( dispatch_queue_priority_t priority, // 队列的优先级 unsigned long flags); // 此参数暂时无用,用0即可 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); // 获得全局并发队列
全局并发队列的优先级
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 // 高 #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 默认(中) #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低 #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 后台
串行队列
GCD中获得串行有2种途径
1.使用dispatch_queue_create函数创建串行队列
dispatch_queue_t dispatch_queue_create(const char *label, // 队列名称 dispatch_queue_attr_t attr); // 队列属性,一般用NULL即可 dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("cn.itcast.queue", NULL); // 创建 dispatch_release(queue); // 非ARC需要释放手动创建的队列
2.使用主队列(跟主线程相关联的队列)。主队列是GCD自带的一种特殊的串行队列。放在主队列中的任务,都会放到主线程中执行。使用dispatch_get_main_queue()获得主队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
各种队列的执行效果
线程间通信示例
- 从子线程回到主线程
dispatch_async( dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ // 执行耗时的异步操作... dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ // 回到主线程,执行UI刷新操作 }); });
延时执行
iOS常见的延时执行有2种方式
- 调用NSObject的方法
[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:2.0]; // 2秒后再调用self的run方法
- 使用GCD函数
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{ // 2秒后执行这里的代码... 在哪个线程执行,跟队列类型有关 });
一次性代码
- 使用dispatch_once函数能保证某段代码在程序运行过程中只被执行1次
static dispatch_once_t onceToken; dispatch_once(&onceToken, ^{ // 只执行1次的代码(这里面默认是线程安全的) });
队列组
假设有这么1种需求。首先,分别异步执行2个耗时的操作;其次,等2个异步操作都执行完毕后,再回到主线程执行操作。如果想要快速高效地实现上述需求,可以考虑用队列组
dispatch_group_t group = dispatch_group_create(); dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ // 执行1个耗时的异步操作 }); dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ // 执行1个耗时的异步操作 }); dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{ // 等前面的异步操作都执行完毕后,回到主线程... });
单例模式
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单例模式的作用
- 可以保证在程序运行过程,一个类只有一个实例,而且该实例易于供外界访问
- 从而方便地控制了实例个数,并节约系统资源
- 单例模式的使用场合
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- 在整个应用程序中,共享一份资源(这份资源只需要创建初始化1次)
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- 单例模式在ARC\MRC环境下的写法有所不同,需要编写2套不同的代码,可以用宏判断是否为ARC环境
#if __has_feature(objc_arc) // ARC #else // MRC #endif
3. 单例模式 - ARC
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- ARC中,单例模式的实现是在.m中保留一个全局的static的实例
static id _instance;
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- 重写allocWithZone:方法,在这里创建唯一的实例(注意线程安全)
+ (id)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone { if (_instance == nil) { // 防止频繁加锁 @synchronized(self) { if (_instance == nil) { // 防止创建多次 _instance = [super allocWithZone:zone]; } } } return _instance; }
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- 提供1个类方法让外界访问唯一的实例
+ (instancetype)sharedMusicTool { if (_instance == nil) { // 防止频繁加锁 @synchronized(self) { if (_instance == nil) { // 防止创建多次 _instance = [[self alloc] init]; } } } return _instance; }
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- 实现copyWithZone:方法
- (id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone { return _instance; }
4.单例模式 – 非ARC
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- 非ARC中(MRC),单例模式的实现(比ARC多了几个步骤)
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- 实现内存管理方法
- (id)retain { return self; } - (NSUInteger)retainCount { return 1; } - (oneway void)release {} - (id)autorelease { return self; }