GCD
> 什么是GCD
a、全称是Grand Center Dispatch，即牛逼的中枢调度器；
b、纯C语言，提供了非常多强大的函数；
> GCD的优势
a、GCD是苹果公司为多核的并行运算提出的解决方案；
b、GCD会自动利用更多的CPU内核(比如双核、四核)；
c、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)；
d、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；
> GCD的2个核心概念
a、任务：执行什么操作(执行下载、播放音乐等)；
b、队列：用来存放任务；
> GCD的使用步骤
a、定制任务[确定想要做的事情]；
b、将任务添加到队列中[GCD会自动将队列中的任务取出，放到对应线程中执行；另外任务的取出是遵循队列的FIFO原则:先进先出]；
> GCD基本使用
a、GCD中的2个用来执行任务的函数
// 同步方式执行任务[queue队列，block任务]
dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
// 异步方式执行任务[queue队列，block任务]
dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
b、GCD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，具备可启新线程的能力；
[具备开启线程的能力，但不代表一定会开启线程！！！]
c、GCD队列的两大类型
- 并发队列
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；
- 串行队列
多个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)；
d、容易混淆的术语[同步、异步、并发、串行]
- 同步和异步主要影响：具不具备开启新的线程 (并不代表一定会开线程!)；
- 并行和串行主要影响：任务的执行方式；
e、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
dispatch_get_global_queue函数获得全局的并发队列
dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue(long identifier, // 队列的优先级
unsigned long flags); // 参数保留，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
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 高
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 默认(中)
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW 低
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND 后台
f、串行队列
- 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 dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("syncSerialQueue", NULL); // 创建串行队列
- 使用dispatch_get_main_queue()获得主队列(跟主线程相关的队列，用于线程间通信)
[主队列是GCD自带的一种特殊串行队列；放在主队列中的任务，都会放到主线程中执行]
g、延时执行
/** 方式1，这种延时操作是不可取的，因为延时操作是在主线程，即会卡住主线程，如果sleep在其他线程则也会卡住对应线程*/
// 延时3秒
[NSThread sleepForTimeInterval:3];
// 方式2，定制好任务后，不会卡住当前线程
[self performSelector:@selector(downloadImage) withObject:nil afterDelay:3];
// 方式3
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"图片下载");
});
> GCD中线程间的通信
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
NSString *urlStr = @"http://pica.nipic.com/2007-11-09/200711912453162_2.jpg";
NSURL *url = [NSURL URLWithString:urlStr];
// 获取全局队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
// 添加任务 异步操作
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"下载图片:%@",[NSThread currentThread]);
// 下载图片
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
// 返回到主线程显示
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
_imageView.image = image;
NSLog(@"设置图片显示:%@",[NSThread currentThread]);
});
});
}
> GCD一次性代码
// 只执行一次
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
NSLog(@"---下载图片---");
});
NSOperation(基于GCD封装)
> NSOperation和NSOperationQueue实现多线程的具体步骤：
a、将需要执行的操作封装到一个NSOperation对象中；
b、然后将NSOperation对象添加到NSOperationQueue中；
c、系统会自动将NSOperationQueue中的NSOperation取出来；
d、将取出来的NSOperation封装的操作放到一条新线程中执行；
【系统会自动处理，不用管多少条线程】
> NSOperation的基本使用
a、NSOperation是抽象类，不具备封装操作的能力，必须使用它的子类；
b、使用NSOperation子类的方式有3种
- NSInvocationOperation
- NSBlockOperation
- 自定义子类继承NSOperation，实现内部相应的方法
> NSInvocationOperation
// 创建操作
NSInvocationOperation *operation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(downloadImage) object:nil];
> NSBlockOperation
/** 没有添加到队列中，直接调用operation的start方法
当任务个数为一的时候，就是同步执行;
当任务个数大于一的时候，就会异步执行;
*/
// 手动开启 (没有添加到队列中，就需要手动开启)
[operation start];
// 添加到队列中 [自动异步执行]
[queue addOperation:operation];
> NSOperationQueue
// 1、创建一个队列(非主队列)
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
// 2、任务任务
NSBlockOperation *operation1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"operation1 下载图片---%@",[NSThread currentThread]);
}];
[operation1 addExecutionBlock:^{
NSLog(@"operation2 下载图片---%@",[NSThread currentThread]);
}];
// 3、添加到队列中(多个任务会自动异步执行任务，并发)
[queue addOperation:operation1];
// 更为简单的写法 自动异步执行任务，并发
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
[queue addOperationWithBlock:^{
NSLog(@"operation3 下载图片---%@",[NSThread currentThread]);
}];
// 设置最大并发数[这可以更好的保证程序的性能]，即控制并发执行最大线程数量，以节省内存空间
queue.maxConcurrentOperationCount = 2;
> 操作之间的依赖(面试题)
a、NSOperation之间可以设置依赖来保证执行顺序(注意不能相互依赖)；
// 添加依赖 (和添加到队列的先后顺序无关)
[operationC addDependency:operationB];
[operationB addDependency:operationA];
b、可以在不同queue中的NSOperation之间创建依赖；
> 线程间通信
// 回到主线程设置显示
// [self performSelector:(SEL) onThread:(NSThread *) withObject:(id) waitUntilDone:(BOOL)];
// [self performSelectorOnMainThread:(SEL) withObject:(id) waitUntilDone:(BOOL)];
// dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
// _imageView.image = image;
// });
[[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
_imageView.image = image;
}];
> 队列的取消、暂停、恢复
a、取消队列的所有操作
- (void)cancelAllOperations； 【在内存警告的时候可以添加上该方法】
[也可以调用NSOperation的- (void)cancel方法取消单个操作]
b、暂停和恢复队列
- (void)SetSuspended:(BOOL)b; 【YES表示暂停队列，NO表示恢复队列】
[滚动视图(注意表格视图也是继承自UIScrollView的)性能优化中可以使用到，开始拖动的时候暂停队列下载，拖动结束后恢复队列]
// 接收到内存警告
- (void)didReceiveMemoryWarning{
[super didReceiveMemoryWarning];
// 取消队列操作
}
- (void)scrollViewWillBeginDragging:(UIScrollView *)scrollView{
// 开始拖动，暂停队列操作
}
- (void)scrollViewDidEndDragging:(UIScrollView *)scrollView willDecelerate:(BOOL)decelerate{
// 结束拖动，恢复队列操作
}
线程安全(在GCD以后，已经帮我们处理了这些问题)
/** 线程安全问题
实例：3个窗口卖票
> 3个窗口同时卖票，即多条线程访问同一资源;
> 线程哪个先调用是不确定的，先调度谁是CPU的事；
> 当线程任务执行完成，线程为死亡态(如果是没有while循环，但第二次点击的时候程序就崩溃)；
*/
> 多线程的安全隐患
a、资源共享(资源抢占)：一块资源可能会被多个线程共享(即多个线程可能访问一个资源)；
(当多个线程访问同一块资源时，很容易引发数据错乱和数据安全的问题)[例如一个线程取钱，一个线程存钱；例如卖票，多个窗口卖票即多条线程卖]
> 互斥锁的使用
a、互斥锁方式一：@synchronized(锁对象){//需要加锁的代码}
// 锁定一份代码只用一把锁，用多把锁是无效的;
b、互斥锁方式二：
/** 1、互斥锁的初始化*/
_myLock = [[NSLock alloc] init];
// 2、加锁方式2
[_myLock lock];
// 需要加锁的代码
// 3、解锁
[_myLock unlock];
> 互斥锁的优缺点
优点：能有效防止因多线程抢夺资源造成的数据安全问题；
缺点：需要消耗大量CPU资源；
> 互斥锁使用的前提：多条线程抢占同一资源；
> 单例的线程安全
> 数据库操作的线程安全
/**
nonatomic(atomic)：指定set、get方法是否原子操作。原子操作，主要指是否线程安全。如果使用atomic那么set、get方法都是线程安全的--- 当一个线程进入get、set方法之后，其他线程无法进入该set、get方法，那么久避免多线程并发破坏数据完整性，atomic是默认值。虽然atomic可以保证对象数据的完整性，但atomic线程安全会造成性能下降(因为会导致其他线程的阻塞)。因此，大多数单线程环境下，都是使用nonatomic来提高set、get方法的访问性能;
*/
线程注意点：
1、不要同时开太多线程(1~3条线程即可，不要超过5条);
2、线程概念：
主线程：UI线程，显示、刷新UI界面，处理UI控件事件；
子线程：后台线程，异步线程；
3、不要把耗时操作放在主线程，要放在子线程中执行；