iOS筆記_12_多線程

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主線程

• 一個iOS程式運行後，預設會開啟1條線程，稱為“主線程”或“UI線程”（重新整理UI介面最好在主線程中做，在子線程中可能會出現莫名其妙的BUG）
• 主線程的作用
  
  • 顯示\重新整理UI介面
  • 處理UI事件（比如點擊事件、滾動事件、拖拽事件等）
• 注意點
  
  • 別將比較耗時的操作放到主線程中
  • 耗時操作會卡住主線程，嚴重影響UI的流暢度，給使用者一種“卡”的壞體驗
• iOS中多線程的實現方案
  
  • pthread（c語言，程式員管理）
    
    • 一套通用的多線程API
    • 適用於Unix\Linux\Windows等系統
    • 跨平台\可移植
    • 使用難度大
  • NSThread（oc語言，程式員管理）
    
    • 使用更加物件導向
    • 簡單易用，可直接操作線程對象
  • GCD（c語言，自動管理）
    
    • 旨在替代NSThread等線程技術
    • 充分利用裝置的多核
  • NSOperation（oc語言，自動管理）
    
    • 基於GCD（底層是GCD）
    • 比GCD多了一些更簡單實用的功能
    • 使用更加物件導向

NSThread

• 一個NSThread對象就代表一條線程
• 建立、啟動線程

NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];[thread start];// 線程一啟動，就會線上程thread中執行self的run方法

• 常見相關用法

+ (NSThread *)mainThread; // 獲得主線程- (BOOL)isMainThread; // 是否為主線程+ (BOOL)isMainThread; // 是否為主線程// 擷取當前線程NSThread *current = [NSThread currentThread];// 線程的名字- (void)setName:(NSString *)n;- (NSString *)name;

• 其他建立線程方式
  
  • 優點：簡單快捷
  • 缺點：無法對線程進行更詳細的設定

// 建立線程後自動啟動線程[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run) toTarget:self withObject:nil];// 隱式建立並啟動線程[self performSelectorInBackground:@selector(run) withObject:nil];

• 控制線程的狀態

// 啟動線程- (void)start; // 進入就緒狀態 -> 運行狀態。當線程任務執行完畢，自動進入死亡狀態// 阻塞（暫停）線程+ (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;// 進入阻塞狀態// 強制停止線程+ (void)exit;// 進入死亡狀態// 注意：一旦線程停止（死亡）了，就不能再次開啟任務

互斥鎖

• 互斥鎖使用格式

@synchronized(鎖對象) { // 需要鎖定的代碼  }// 注意：鎖定1份代碼只用1把鎖，用多把鎖是無效的

原子和非原子屬性

• OC在定義屬性時有nonatomic和atomic兩種選擇
  
  • atomic：原子屬性，為setter方法加鎖（預設就是atomic）
  • nonatomic：非原子屬性，不會為setter方法加鎖
• nonatomic和atomic對比
  
  • atomic：安全執行緒，需要消耗大量的資源
  • nonatomic：非安全執行緒，適合記憶體小的行動裝置
• iOS開發的建議
  
  • 所有屬性都聲明為nonatomic
  • 盡量避免多線程搶奪同一塊資源
  • 盡量將加鎖、資源搶奪的商務邏輯交給伺服器端處理，減小移動用戶端的壓力

線程間的通訊

• 什麼叫做線程間通訊
  
  • 在1個進程中，線程往往不是孤立存在的，多個線程之間需要經常進行通訊
• 線程間通訊的體現
  
  • 1個線程傳遞資料給另1個線程
  • 在1個線程中執行完特定任務後，轉到另1個線程繼續執行任務
• 線程間通訊常用方法

- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;

GCD

• 本質及優點
  
  • 全稱是Grand Central Dispatch，可譯為“牛逼的中樞調度器”
  • GCD會自動管理線程的生命週期（建立線程、調度任務、銷毀線程）
  • 程式員只需要告訴GCD想要執行什麼任務，不需要編寫任何線程管理代碼
• 使用GCD的步驟
  
  • 定製任務
    
    • 確定想做的事情
  • 將任務添加到隊列中
    
    • GCD會自動將隊列中的任務取出，放到對應的線程中執行
    • 任務的取出遵循隊列的FIFO原則：先進先出，後進後出
• 執行任務常用的函數

// 用同步的方式執行任務dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);// queue：隊列// block：任務// 注意：使用sync函數往當前串列隊列中新增工作，會卡住當前的串列隊列。同步方式會阻塞當前隊列。// 用非同步方式執行任務dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);// 在前面的任務執行結束後它才執行，而且它後面的任務等它執行完成之後才會執行// 注意：這個queue不能是全域的並發隊列

• 同步和非同步區別
  
  • 同步：只能在當前線程中執行任務，不具備開啟新線程的能力
  • 非同步：可以在新的線程中執行任務，具備開啟新線程的能力
• 隊列的類型
  
  • 並發隊列（Concurrent Dispatch Queue）
    
    • 可以讓多個任務並發（同時）執行（自動開啟多個線程同時執行任務）
    • 並發功能只有在非同步（dispatch_async）函數下才有效
  • 串列隊列（Serial Dispatch Queue）
    
    • 讓任務一個接著一個地執行（一個任務執行完畢後，再執行下一個任務）
• 並發隊列

// 建立並發隊列dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("隊列名稱", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT)// 第一個參數 const char *label 隊列名稱 // 第二個參數 dispatch_queue_attr_t attr 隊列的類型 DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 表示並發隊列// 獲得全域的並發隊列dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); // 第一個參數 dispatch_queue_priority_t priority 隊列的優先順序// 第二個參數 unsigned long flags 此參數暫時無用，用0即可#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 // 高#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 預設（中）#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 後台

• 串列隊列

// 建立串列隊列（隊列類型傳遞NULL或者DISPATCH_QUEUE_SERIAL）dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("隊列名稱", NULL); // 獲得主隊列，主隊列也是串列隊列dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

• 線程間的通訊

// 從子線程回到主線程dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{    // 執行耗時的非同步作業...      dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{        // 回到主線程，執行UI重新整理操作        });});

• 延遲操作
  
  • iOS中延遲操作有3種
    
    • 調用NSObject的方法
    • 使用GCD函數
    • 使用NSTimer

[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:2.0];// 2秒後再調用self的run方法dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{    // 2秒後執行這裡的代碼...});[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(test) userInfo:nil repeats:NO];

• 一次性代碼

// 使用dispatch_once函數能保證某段代碼在程式運行過程中只被執行1次static dispatch_once_t onceToken;dispatch_once(&onceToken, ^{    // 只執行1次的代碼(這裡面預設是安全執行緒的)});

• 快速迭代

// 使用dispatch_apply函數能進行快速迭代遍曆dispatch_apply(10, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^(size_t index){    // 執行10次代碼，index順序不確定});

• 隊列組
  
  • 可以滿足的一種需求（當然也可以用依賴線程依賴實現，下文會提到）
    
    • 首先：分別非同步執行2個耗時的操作
    • 其次：等2個非同步作業都執行完畢後，再回到主線程執行操作

dispatch_group_t group =  dispatch_group_create();dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{    // 執行1個耗時的非同步作業});dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{    // 執行1個耗時的非同步作業});dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{    // 等前面的非同步作業都執行完畢後，回到主線程...});

單例模式

• 單例模式的作用
  
  • 可以保證在程式運行過程，一個類只有一個執行個體，而且該執行個體易於供外界訪問
  • 從而方便地控制了執行個體個數，並節約系統資源
• 單例模式的使用場合
  
  • 在整個應用程式中，共用一份資源（這份資源只需要建立初始化1次）
• 實現步驟：

// 在.m中保留一個全域的static的執行個體static id _instance;// 重寫allocWithZone:方法，在這裡建立唯一的執行個體（注意安全執行緒），alloc方法會調用allocWithZone:方法+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone{    static dispatch_once_t onceToken;    dispatch_once(&onceToken, ^{        _instance = [super allocWithZone:zone];    });    return _instance;}// 提供1個類方法讓外界訪問唯一的執行個體+ (instancetype)sharedInstance{    static dispatch_once_t onceToken;    dispatch_once(&onceToken, ^{        _instance = [[self alloc] init];    });    return _instance;}// 實現copyWithZone:方法- (id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone{    return _instance;}

NSOperation

• NSOperation和NSOperationQueue實現多線程的具體步驟
  
  • 先將需要執行的操作封裝到一個NSOperation對象中
  • 然後將NSOperation對象添加到NSOperationQueue中
  • 系統會自動將NSOperationQueue中的NSOperation取出來
  • 將取出的NSOperation封裝的操作放到一條新線程中執行
• NSOperation是抽象類別，使用NSOperation子類的方式有3種
  
  • NSInvocationOperation
  • NSBlockOperation
  • 自訂子類繼承NSOperation，實現內部相應的方法
• NSInvocationOperation

// 建立NSInvocationOperation對象- (id)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)sel object:(id)arg;// 調用start方法開始執行操作- (void)start;// 一旦執行操作，就會調用target的sel方法// 注意：預設情況下，調用了start方法後並不會開一條新線程去執行操作，而是在當前線程同步執行操作。只有將NSOperation放到一個NSOperationQueue中，才會非同步執行操作

• NSBlockOperation

// 建立NSBlockOperation對象+ (id)blockOperationWithBlock:(void (^)(void))block;// 通過addExecutionBlock:方法添加更多的操作- (void)addExecutionBlock:(void (^)(void))block;// 注意：只要NSBlockOperation封裝的運算元 > 1，就會非同步執行操作

• NSOperationQueue

// 添加操作到NSOperationQueue中- (void)addOperation:(NSOperation *)op;- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;

• 相關操作

// 設定最大並發數- (NSInteger)maxConcurrentOperationCount;- (void)setMaxConcurrentOperationCount:(NSInteger)cnt;// 取消隊列的所有操作- (void)cancelAllOperations;// 提示：也可以調用NSOperation的- (void)cancel方法取消單個操作// 暫停和恢複隊列- (void)setSuspended:(BOOL)b; // YES代表暫停隊列，NO代表恢複隊列- (BOOL)isSuspended;

• 操作依賴
  
  • NSOperation之間可以設定依賴來保證執行順序
  • 可以在不同queue的NSOperation之間建立依賴關係

[operationB addDependency:operationA]; // 操作B依賴於操作A

• 操作的監聽

// 可以監聽一個操作的執行完畢- (void (^)(void))completionBlock;- (void)setCompletionBlock:(void (^)(void))block;

• 自訂NSOperation
  
  • 只需要重寫- (void)main方法，在裡面實現想執行的任務
  • 注意點
    
    • 自己建立自動釋放池（因為如果是非同步作業，無法訪問主線程的自動釋放池）
    • 經常通過- (BOOL)isCancelled方法檢測操作是否被取消，對取消做出響應

計算時間差

NSDate *start = [NSDate date];// 上下兩句代碼間放需要計算時間的程式NSDate *end = [NSDate date];NSLog(@"%f", [end timeIntervalSinceDate:start]);

CFTimeInterval begin = CFAbsoluteTimeGetCurrent();// 上下兩句代碼間放需要計算時間的程式CFTimeInterval end = CFAbsoluteTimeGetCurrent();NSLog(@"%f", end - begin);

小結：

1、在GCD中，方法如果用非同步函數可以開啟子線程做事情，該方法中的程式會順序執行到底，然後再返回去開啟子線程執行內部的操作。如果是同步函數，則不能開啟子線程，裡面的同步函數只能一個一個執行下去。
2、如果在主隊列中調用同步函數，容易造成死結。

iOS筆記_12_多線程