NSThread 子线程 Cocoa NSOperation GCD（Grand Central Dispatch）多线程

2023-08-25 10:24:34

单词：thread 英 θred：n 线、思路、vt 穿过、vi 穿透过

一、进程、线程

进程：正在进行中的程序被称为进程,负责程序运行的内存分配，每一个进程都有自己独立的虚拟内存空间

线程：线程是进程中一个独立的执行路径(控制单元)，一个进程中至少包含一条线程,即主线程（UI操作），可以将耗时的执行路径(如网络请求)放在其他线程中执行，线程不能被杀掉,但是可以暂停/休眠一条线程。

创建线程的目的：开启一条新的执行路径,运行指定的代码,与主线程中的代码实现同时运行

多线程的优势：充分发挥多核处理器优势,将不同线程任务分配给不同的处理器,真正进入"并行运算"状态；将耗时的任务分配到其他线程执行,由主线程负责统一更新界面会使应用程序更加流畅,用户体验更好；当硬件处理器的数量增加,程序会运行更快,而程序无需做任何调整.。

弊端：新建线程会消耗内存空间和CPU时间,线程太多会降低系统的运行性能

二、 NSThread

优点：NSThread 比其他两个轻量级

缺点：需要自己管理线程的生命周期，线程同步。线程同步对数据的加锁会有一定的系统开销

1、获取当前线程

NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);//获取当前线程，当打印的number等于1时，代表当前是主线程，大于1代表子线程

2、创建子线程方式（两种方法）

1）显式创建方式，需要手动开启线程。最后的object代表线程触发方法时传递的参数，注意，有且只有一个参数

thread = [[NSThreadalloc] initWithTarget:selfselector:@selector(run1:) object:@"123"];

thread.name = @"123";//给线程起个名字

[thread start];//开启线程

2）隐式创建方式，不需要手动开启

[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run2) toTarget:self withObject:nil];

[self performSelectorInBackground:@selector(test:) withObject:@"456"];

3、线程间通讯

回到主线程： [self performSelectorOnMainThread:@selector(testMain:) withObject:nil waitUntilDone:YES];// waitUntilDone是指是否等到主线程把方法执行完了，这个performSelector方法才返回。

在指定线程上执行操作：[self performSelector:@selector(run) onThread:thread withObject:nil waitUntilDone:YES];

在本线程执行： [self performSelector:@selector(run) withObject:nil];

4、实现方法

1） [NSThread sleepForTimeInterval:3];//让调用该方法的线程睡一会，参数代表秒数

2) NSRunLoop *r = [NSRunLoop currentRunLoop];//获取当前线程的runloop

3) [self performSelectorOnMainThread:@selector(test) withObject:nil waitUntilDone:NO];//跳入主线程的方法，第一个参数代表要调用的方法，第二个参数代表传的值，第三个参数代表是否等待此操作完成后再继续往下执行

4） [self performSelector:@selector(test) withObject:nil];//在当前线程执行另外一个方法

5） [self performSelector:@selector(test) withObject:nil afterDelay:3];//延迟调用

6） NSDate *date = [NSDate dateWithTimeInterval:2 sinceDate:[NSDate date]];

[NSThread sleepUntilDate:date];//以当前时间为标准，延迟到某个时间再执行该线程操作

7）获取主线程： NSThread *main = [NSThread mainThread];

8）获取当前线程： NSThread *current = [NSThread currentThread];

9）结束线程：[NSThread exit];//当前线程方法中使用

[thread cancel];//主线程中使用

5、具体代码如下：

#import "ViewController.h"

@interface ViewController (){
NSThread *thread;
BOOL _isEnd;//线程终止的标识

}

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {

[super viewDidLoad];

_isEnd = NO;

NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);//获取当前线程，当打印的number等于1时，代表当前是主线程，大于1代表子线程

    //*子线程创建方式1: 最后的object代表线程触发方法时传递的参数，注意，有且只有一个参数
    thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run1:) object:@"123"];
    thread.name = @"123";//给线程起个名字

[thread start];//开启线程，只有显式的创建方式，需要手动开启、

//*子线程创建方式2：
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run2) toTarget:self withObject:nil];//隐式创建，不需要手动开启

}

－(void)run1:(NSString *)str{

// [NSThread sleepForTimeInterval:3];//让调用该方法的线程睡一会，参数代表秒数

NSLog(@"子线程：%@",[NSThread currentThread]);

NSRunLoop *r = [NSRunLoop currentRunLoop];//获取当前线程的runloop

//判断当前线程是否需要循环（线程继续存活）

while (!_isEnd) {

[r runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];//runMode 第一个参数代表消息方式，默认写NSDefaultRunLoopMode，第二个参数代表结束时间，一般给distantFuture，代表不可达到的未来某个时间

}
NSLog(@"销毁");

}

-(void)run2{

NSLog(@"子线程2：%@",[NSThread currentThread]);

//* [self performSelectorOnMainThread:@selector(test) withObject:nil waitUntilDone:NO];//跳入主线程的方法，第一个参数代表要调用的方法，第二个参数代表传的值，第三个参数代表是否等待此操作完成后再继续往下执行

//* [self performSelector:@selector(test) withObject:nil];//在当前线程执行另外一个方法

//*延迟调用 [self performSelector:<#(nonnull SEL)#> withObject:<#(nullable id)#> afterDelay:<#(NSTimeInterval)#>]

[self performSelector:@selector(run3) onThread:thread withObject:nil waitUntilDone:NO];//在某个线程中执行某个方法

NSLog(@"其他");

}

-(void)run3{
_isEnd = YES;//方法执行结束后将线程结束标识置为YES
NSLog(@"-----");

}

-(void)test{
NSLog(@"主线程方法%@",[NSThread currentThread]);

}

三、 Cocoa NSOperation

优点：不需要关心线程管理，数据同步的事情，可以把精力放在自己需要执行的操作上。

NSOperation实例封装了需要执行的操作和执行操作所需的数据，并且能够以并发或非并发的方式执行这个操作。

NSOperation本身是抽象基类，因此必须使用它的子类，使用NSOperation子类的方式有2种：一种是用定义好的两个子类：NSInvocationOperation 和 NSBlockOperation，另一种是自定义子类继承NSOperation，实现内部相应的方法

1、 NSOperation的作用：配合使用NSOperation和NSOperationQueue也能实现多线程编程取消操作

2、 NSOperation和NSOperationQueue实现多线程的具体步骤：

先将需要执行的操作封装到一个NSOperation对象中

然后将NSOperation对象添加到NSOperationQueue中

系统会⾃动将NSOperationQueue中的NSOperation取出来

将取出的NSOperation封装的操作放到⼀条新线程中执⾏

2、创建操作对象，封装要执行的任务

//NSInvocationOperation 封装操作

NSInvocationOperation *operation = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(run1) object:nil];

NSInvocationOperation *operation1 = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(run1) object:nil];

3、执行操作

[operation start];

[operation1 start];

注意：操作对象默认在主线程中执行，只有添加到队列中才会开启新的线程。即默认情况下，如果操作没有放到队列queue中，都是同步执行。只有将NSOperation放到一个

4、NSBlockOperation创建操作对象

NSBlockOperation *block = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"block操作:%@",[NSThread currentThread]);

}];

//在NSBlockOperation对象中添加一个操作，如果NSBlockOperation对象包含了多个操作，有一个是在主线中一行，其他均在子线程中执行

5、添加操作（注意添加要放在start之前）

    [block addExecutionBlock:^{
        NSLog(@"block操作2:%@",[NSThread currentThread]);
    }];
    [block addExecutionBlock:^{
       NSLog(@"block操作3:%@",[NSThread currentThread]);

}];

[block addExecutionBlock:^{
NSLog(@"block操作4:%@",[NSThread currentThread]);

}];

6、执行操作

[block start ];//注意添加要放在start之前

7、NSOperationQueue：创建队列：将操作放入队列（主队列除外），默认在子线程中执行，且不需要手动start

1）NSOperationQueue的作⽤：NSOperation可以调⽤start⽅法来执⾏任务,但默认是同步执行的

如果将NSOperation添加到NSOperationQueue(操作队列)中,系统会自动异步执行NSOperation中的操作

添加操作到NSOperationQueue中，自动执行操作，自动开启线程

2）创建NSOperationQueue

NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];

NSInvocationOperation *ioperation = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(run2) object:nil];

8、把操作添加到队列中

1）第一种：添加之前创建的

[queue addOperation:ioperation];

2）第二种：添加的时候创建

注意：使用NSOperationQueue时，无需start

[queue addOperationWithBlock:^{

NSLog(@"block操作队列:%@",[NSThread currentThread]);

}];

9、事件的实现

-(void)run1{

NSLog(@"执行操作:%@",[NSThread currentThread])；

}
-(void)run2{
NSLog(@"队列中执行:%@",[NSThread currentThread]);

}

四、GCD 全称：Grand Central Dispatch

1、Grand Central Dispatch (GCD)是Apple开发的一个多核编程的解决方法。在iOS4.0开始之后才能使用。GCD是一个替代诸如NSThread, NSOperationQueue, NSInvocationOperation等技术的很高效和强大的技术。

2、GCD的工作原理是：让程序平行排队的特定任务，根据可用的处理资源，安排他们在任何可用的处理器核心上执行任务

3、 GCD是基于C语言的。如果使用GCD，完全由系统管理线程，我们不需要编写线程代码。只需定义想要执行的任务,然后添加到适当的调度队列(dispatch queue)。GCD会负责创建线程和调度你的任务，系统直接提供线程管理

4、常用的方法dispatch_async

为了避免界面在处理耗时的操作时卡死，比如读取网络数据，IO,数据库读写等，我们会在另外一个线程中处理这些操作，然后通知主线程更新界面。

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{

// 耗时的操作

dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{

// 更新界面

});

dispatch_async开启一个异步操作，第一个参数是指定一个gcd队列，第二个参数是分配一个处理事物的程序块到该队列。

dispatch_get_global_queue(0, 0)，指用了全局队列。

一般来说系统本身会有3个队列：global_queue、current_queue(废弃)和main_queue

获取一个全局队列是接受两个参数，第一个是我分配的事物处理程序块队列优先级。分高低和默认，0为默认2为高，-2为低

5、dispatch_group_async的使用

dispatch_group_async可以实现监听一组任务是否完成，完成后得到通知执行其他的操作。这个方法很有用，比如你执行三个下载任务，当三个任务都下载完成后你才通知界面说完成了。

1）创建一个组

dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

2）在一个组内提交一个代码块来执行。必须明确这个代码块属于哪个组,必须在哪个派送队列上执行。

dispatch_group_async(group, queue, ^{

NSLog(@"group1--%@",[NSThread currentThread]);

});

dispatch_group_async(group, queue, ^{

NSLog(@"group2--%@",[NSThread currentThread]); });

dispatch_group_async(group, queue, ^{

NSLog(@"group3--%@",[NSThread currentThread]); });

3）等待组中的任务执行完毕,回到主线程执行block回调

dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{

NSLog(@"updateUi");

});

6、dispatch_barrier_async

dispatch_barrier_async是在前面的任务执行结束后它才执行，而且它后面的任务等它执行完成之后才会执行

//创建队列，第一个参数代表队列名，第二个代表串行还是并行：DISPATCH_QUEUE_SERIAL串行 DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 并行

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("123", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

dispatch_async(queue, ^{

NSLog(@"dispatch_async1");

});

//上一步执行结束才执行这一步

dispatch_barrier_async(queue, ^{

NSLog(@"dispatch_barrier_async");

});

//执行完上一步才执行下一步

dispatch_async(queue, ^{

NSLog(@"dispatch_async3");

});

7、dispatch_apply

它一般都是放在dispatch_async里面（异步）。

执行某个代码片段N次

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{

dispatch_apply(5, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^(size_t index) {

NSLog(@"%ld",index);

});

8、具体代码

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
UIImageView *imageview = [[UIImageView alloc]initWithFrame:CGRectMake(10, 30, 100, 100)];

[self.view addSubview:imageview];

UIImageView *imageview1 = [[UIImageView alloc]initWithFrame:CGRectMake(30, 150, 100, 100)];

[self.view addSubview:imageview1];

UIImageView *imageview2 = [[UIImageView alloc]initWithFrame:CGRectMake(30, 270, 100, 100)];

[self.view addSubview:imageview2];

UIImageView *imageview3 = [[UIImageView alloc]initWithFrame:CGRectMake(30, 390, 100, 100)];

[self.view addSubview:imageview3];

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{

//NSLog(@"耗时操作：%@",[NSThread currentThread]);

        NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:@"http://www.yooyoo360.com/photo/2009-1-1/20090112132752467.jpg"]];
        UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
        //NSLog(@"---%@",image);
        //返回主线程
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            //NSLog(@"更新UI：%@",[NSThread currentThread]);
            imageview.image = image;

});

//组
//创建组，用于存放耗时操作

dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

__block UIImage *image,*image1,*image2,*image3;

//将操作封装进组，第一个参数代表要存放操作的组名，第二个参数代表操作队列，block执行耗时操作

//在一个组内提交一个代码块来执行。必须明确这个代码块属于哪个组,必须在哪个派送队列上执行。

dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{

NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:@"http://pic2.ooopic.com/10/81/58/62bOOOPICce.jpg"]];

image1 = [UIImage imageWithData:data];
//NSLog(@"==%@",image1);

});

    dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:@"http://www.downsc.com/vector_pic/shiliang_iecool/5/3/b_img/14430.jpg"]];
        image2 = [UIImage imageWithData:data];

});

dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{

NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:@"http://www.downsc.com/vector_pic/shiliang_iecool/5/2/b_img/13788.jpg"]];

image3 = [UIImage imageWithData:data];

//NSLog(@"----%@",image)；

});

//监听一组操作，第一个参数代表要监听的组名，第二个参数代表一组操作完全结束后跳转到哪个队列，一般跳到主线程（dispatch_get_main_queue），block执行要进行的操作（一般用来更新UI），注意：此方法在组中的所有操作执行完毕后调用

//等待组中的任务执行完毕,回到主线程执行block回调

    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        imageview.image = image;
        imageview1.image = image1;
        imageview2.image = image2;
        imageview3.image = image3;

});

}

－(void)didReceiveMemoryWarning {

[super didReceiveMemoryWarning];
// Dispose of any resources that can be recreated.

}

@end

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