IOS多线程--GCD
ios多线程--GCD（Grand Central Dispatch）
1.GCD的好处
- GCD可以用于多核的并行运算
- GCD会利用更多的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要执行什么任务，不需要编写任何线程管理代码
2.同步执行和异步执行
同步执行（sync---synchronize）
- 同步添加任务到指定的队列中在添加的任务执行结束之前，会一直等待，直到队列里面的任务完成之后在继续执行
- 只能在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力
异步执行（async---asynchronous）
- 异步添加任务到指定的队列当中去，它不会做任何的等待，可以直接执行任务
- 可以在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力
举例子
同步执行：在一个安检口，人们排队过安检，前一个人安检完了，下一个人才安检
异步执行：在机场里有许多的安检口，人们可以同时在不同的安检口过安检
注意：异步执行（async）具有开启新线程的能力，但是它不一定开启新线程
3.串行队列和并发队列
串行队列：只开启一个线程，一个任务一个任务的执行
并发队列：可以开启多个线程，并且同时执行任务
注意：并发队列的并发功能只有在异步（dispatch_async）方法下才生效
4.如何使用GCD
1.创建一个队列
dispatch_queue_creat
方法来创建队列，传入两个参数
- 参数一表示队列的唯一标识符，可为nil
- 参数二是用来识别是串行队列还是并发队列
DISPATCH_QUEUE_SERIAL //(串行队列)
DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT //(并发队列)
主队列
对于串行队列，GCD默认提供了主队列（Main Dispatch Queue)
- 所有放在主队列的任务，都会被放在主线程中执行
- 可以使用dispathc_get_main_queue()方法获得主队列
- 注意：主队列其实不特殊，主队列的本质就是一个普通的串行队列，只是因为默认情况下，当前代码是放在主队列当中的，然后主队列中的代码，有的会放到主线程中去执行，所以才造成了主队列特殊的情况
dispatch_queue t queue = dispatch_get_main_queue();
全局并发队列
对于并发队列，GCD默认提供了全局并发队列（Global Dispatch Queue)
可以使用dispatch_get_global_queue方法来获取全局并发队列。需要传入两个参数，第一个参数为优先级，一般用DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT来表示，第二个参数暂时没用，用0即可
diapatch_queue_t queue = dispatch_get_gloabl_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0);
2.创建任务
GCD提供了同步执行任务的创建方法dispatch_sync和异步执行任务的创建方法dispatch_async
//同步执行任务的创建方法
dispatch_sync(queue,^{
//这里放同步执行代码
});
//异步执行任务的创建方法
dispatch_async(queue,^{
//这里放异步执行代码
});
5.主线程
1.主线程
| 区别 | 并发队列 | 串行队列 | 主队列 |
|---|---|---|---|
| 同步（sync） | 没有开启新线程，串行执行任务 | 没有开启新线程，串行执行任务 | 死锁 |
| 异步（async） | 有开启新线程，并发执行任务 | 有开启新线程（1条），串行执行任务 | 没有开启新线程，串行执行任务 |
在主线程中调用主队列 + 同步执行会导致死锁问题，因为主队列中追加的同步任务和主线程本身的任务两者间互相等待，阻塞了主队列，最终导致死锁。
注意：在子线程调用主队列 + 同步执行，不会阻塞主队列，也不会造成死锁问题。最终结果是：不会开启新线程，串行执行任务。
6.六种组合方式
- 同步执行 + 并发队列
- 异步执行 + 并发队列
- 同步执行 + 串行队列
- 异步执行 + 串行队列
- 同步执行 + 主队列
- 异步执行 + 主队列
1.同步执行 + 并发队列
在当前任务中执行任务，不会开启新线程，执行完一个任务，再执行下一个任务。
- 所有任务都是在当前线程（主线程）中执行的，没有开启新的线程（同步执行不具备开启新线程的能力）
- 任务按顺序执行
注意：虽然是并发队列可以开启多个线程，并同时执行多个任务。但是因为是同步执行，本身不能创建新线程，只有当前一个线程，所以也就不能存在并发。而当前线程只有等待当前队列中正在执行的任务执行完毕后，才能继续执行下面的操作。所以任务只能一个个被执行，不能同时执行。通俗的讲，并行队列能开多线程，同步执行限制了它，它没开成。
2.异步执行 + 并发队列
开启多个线程，任务交替（同时）执行
- 除了当前的线程（主线程），系统还会开启别的子线程，并且任务是交替进行的
异步执行具备开启新线程的能力，且并发队列可开启多个线程，同时执行多个任务
3.同步执行 + 串行队列
不会开启新的线程，在当前线程执行任务。任务是串行的，执行完一个任务再执行下一个任务
- 所有任务都是在当前线程（主线程）中执行的，并没有开启新的线程（同步执行不具备开启新线程的能力）
- 任务按顺序执行（串行队列每次只有一个任务被执行）
4.异步执行 + 串行队列
会开启新的线程，但是因为是串行队列，所以执行完一个任务，再执行下一个任务
- 开启一条新的线程（异步执行具备开启新线程的能力，串行队列只开启一个线程）
- 异步执行不做任何等待，直接执行任务
- 任务是按照顺序执行，串行队列每次只有一个任务被执行，任务一个接一个按顺序执行
5.同步执行 + 主队列
GCD默认提供的主队列就是串行队列，它是绑定在主线程的队列
- 默认情况下，平常所写的代码是直接放进主队列中的
- 所有放在主队列中的任务，都会放到主线程中执行
- 可使用dispatch_get_main_queue()获得主队列
同步执行 + 主队列在不同线程中调用结果也是不一样的，在主线程中调用会发生死锁问题，而在其他线程中调用则不会
在主线程中调用 同步执行 + 主队列
/**
* 同步执行 + 主队列
* 特点(主线程调用)：互等卡主不执行。
* 特点(其他线程调用)：不会开启新线程，执行完一个任务，再执行下一个任务。
*/
- (void)syncMain {
NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]); // 打印当前线程
NSLog(@"syncMain---begin");
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
dispatch_sync(queue, ^{
// 追加任务 1
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]); // 打印当前线程
});
dispatch_sync(queue, ^{
// 追加任务 2
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]); // 打印当前线程
});
dispatch_sync(queue, ^{
// 追加任务 3
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]); // 打印当前线程
});
NSLog(@"syncMain---end");
}
输出:syncMain---begin
造成死锁的原因：我们在主线程中执行syncMain方法，相当于把syncMain任务放到了主线程的队列中，而同步执行会等待当前队列中任务执行完毕，才会继续执行。所以当我们把任务1追加进主队列中，任务1就在等待主线程执行完syncMain任务，而syncMain任务需要等待任务1执行完毕，才能接着执行。所以syncMain和任务1都在等对方执行完毕，所以就死锁了
解释什么是死锁
面试时，老板对面试者说，你今天把死锁说明白了，我就录取你，面试者说，你让我进入公司了，我就把死锁和你说明白，就产生了死锁
在其他线程中使用同步执行 + 主队列 不会造成死锁
- 所有任务都是在主线程中执行的，但主线程并不是当前使用的线程，并且没有开启新的线程（所有放在主队列中的任务，都会放在主线程中执行）
- 任务是按顺序执行的（主队列是串行队列）
6.异步执行 + 主队列
只在主线程中执行任务，执行完一个任务，再执行下一个任务
- 所有任务都是在当前线程（主线程）中执行的，并没有开启新的线程（虽然异步执行具备开启线程的能力，但是主队列，所有任务都在主队列中）
- 任务 直接执行
- 任务是按顺序执行的（因为主队列是串行队列，每次只有一个任务被执行，任务一个接一个按顺序执行
7.GCD线程间的通信
我们在主线程中进行UI刷新，把一些耗时的操作放在其他线程，例如图片的下载，文件的上传等等。当我们在其他线程完成耗时操作，需要回到主线程程时，就完成了线程间的通信。
/**
* 线程间通信
*/
- (void)communication {
// 获取全局并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
// 获取主队列
dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();
dispatch_async(queue, ^{
// 异步追加任务 1
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]); // 打印当前线程
// 回到主线程
dispatch_async(mainQueue, ^{
// 追加在主线程中执行的任务
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]); // 打印当前线程
});
});
}
8.GCD的其他方法
1.GCD的栅栏方法：dispatch_barrier_async
有时需要异步执行两组操作，而且是第一组执行完再执行第二组，就可以使用栅栏方法，各个组里的执行顺序不一定
2.GCD的延时执行方法：dispatch_after
当有的任务需要在几秒后再执行时，就可以使用dispatch_after方法来实现
注意：dispatch_after并不是在指定时间之后再开始执行处理，而是在指定时间后，将任务追加到主队列中
9.一些例子
1）死锁的情况
- (void) testDemo {
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_creat("mgd",DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
NSLog(@"1");
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"2");
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"3");
});
NSLog(@"4");
});
NSLog(@"5");
}
输出顺序：1 5 2 死锁
解释：串行队列，打印1，异步函数，执行5，在队列中加入任务2，再加入一个任务块，再加入任务4，但是加入的任务块是同步的，会产生堵塞，堵塞任务4，执行任务块时，会往队列里再加入一个任务3，所以我们在执行任务块时，会先执行任务3，但是在队列中，任务3比任务4后面进入，根据队列的先进先出原则，会导致，任务3要等任务4执行完再执行，而任务4要等任务块执行完再执行，而任务块的任务是执行任务3，产生死锁
2）并发队列＋异步执行
- (void)testDemo {
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_creat("mgd",DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
NSLog(@"1");
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"2");
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"3");
});
NSLog(@"4");
});
NSLog(@"5");
}
输出顺序：1 5 2 4 3
解释：并发队列，程序由上到下执行时，先打印1，经过异步函数，它会延迟执行，但不会堵塞，所以程序不会等待这个异步函数执行，所以打印5，然后再执行大的异步函数代码块，打印2，和上面一样，不会等待，所以打印4，最后打印3。
- (void) testDemo {
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_creat("mgd",DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"1");
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"2");
});
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"3");
});
//*************
NSLog(@"0");
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"7");
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"8");
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"9");
});
}
输出顺序：1 2 3（无序实现，可能是2 3 1）0 （0的位置是确定的） 7 8 9（7 8 9也是无序的，可能是8 9 7）
解释：并发队列，异步执行，任务1，任务2没有顺序，任务3也没有顺序，同步执行堵塞的是同步执行以下的代码,所以在任务3完成之前，分割线以下的任务无法执行，前三个任务执行完之后，执行任务0，接着，同上，任务7，8，9顺序也不一定。
