上篇中我们分享了NSThread、NSOperation&NSOperationQueue如何实现多线程,今天我们来看下第三种实现多线程的方式:GCD(Grand Central Dispatch)。 GCD是由苹果开发的一个多核编程的解决方案。iOS4.0+才能使用,是替代NSThread, NSOperation的高效和强大的技术。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。 一、GCD的简单介绍 1.队列的类型: 1.1主队列:main queue,主线程队列,更新UI的操作。是一个串行的队列。串行队列每次只处理一个任务,所以后一个任务必须等到前一个任务执行结束才能开始执行。 1.2系统创建的并发队列:global queue(全局的,并行的队列),按照优先级分类。线程池提供多个线程来执行任务,所以按照FIFO的顺序并发启动、执行多个并发任务。 1.3自定义的队列:可以根据需要创建串行队列或并发的队列。 2.任务: 2.1封装形式:block或C语言的的函数 2.2添加到队列的方式:同步或异步(只对并发队列有区别)。不管是同步还是异步,如果将任务加到串行队列中都是一个接一个的执行,只有在并发队列中才有区别。 3.特殊使用 3.1仅执行一次 dispatch_once 3.2延时执行 dispatch_after 3.3成组的执行任务 dispatch_group 二、GCD的两个核心概念。 队列:队列负责管理开发者提交的任务,GCD队列始终以FIFO(先进先出)的方式来处理任务——但由于任务的执行时间并不相同,因为先处理的任务并不一定先结束。队列即可是串行队列,也可是并发队列,串行队列每次只能处理一个任务,而并发队列可同时处理多个任务,因为将会有多个任务并发执行。 任务:任务就是用户提交给队列的工作单元,这些任务将会提交给队列底层维护的线程池执行,因此这些任务会以多线程的方式执行。 三、GCD遵守的步骤 1.创建队列 2.将任务提交给队列 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 提示:任务的取出遵循队列的FIFO原则:先进先出,后进后出 四、工作原理 –让程序平行排队的特定任务,根据可用的处理资源,安排它们在任何可用的处理器上执行任务 –要执行的任务可以是一个函数或者一个block –底层是通过线程实现的,不过程序员可以不必关注实现的细节 –GCD中的FIFO队列称为dispatch queue,可以保证先进来的任务先得到执行 –dispatch_group_notify可以实现监听一组任务是否完成,完成后得到通知 五、工作流程图 六、创建或访问队列 1.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, dispatch_queue_attr_t attr); 示例: dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("myQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL); /** dispatch_queue_create函数参数解析 队列的名称:队列的标识符 队列的方式: DISPATCH_QUEUE_SERIAL 串行 DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 并行 */ 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 示例: dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue(); 如果将任务提交给主线程关联的串行队列,那么就相当于直接在程序主线程中去执行该任务。 2.并发队列 GCD中获得并行也有2种途径 (1)使用dispatch_queue_create函数创建并发队列 示例: dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("myQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); 如果将多个任务提交给并发队列,并发队列可以按FIFO的顺序启动多个并发执行的任务,由于任务的耗时长短并不相同,因此后提交的任务完全可能先完成。 (2)GCD默认已经提供了全局的并发队列,供整个应用使用 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,unsigned long flags); 示例: dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); // 获得全局并发队列 这个参数是留给以后用的,暂时用不上,传个0。 第一个参数为优先级,这里选择默认的。获取一个全局的默认优先级的并发队列。 七、案例分析 案例1:使用GCD模拟售票线程。 #import "ViewController.h"@interface ViewController (){ NSInteger _tickets;}@property (weak, nonatomic) IBOutlet UITextView *textView;@end@implementation ViewController- (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; _tickets = 20; self.textView.text = @""; self.textView.layoutManager.allowsNonContiguousLayout = NO; //用GCD创建售票线程 /** * 队列的名称:队列的标识符 队列的方式: DISPATCH_QUEUE_SERIAL 串行 DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 并行 */ //1.创建自定义队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("myQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); //2.往队列中添加任务 dispatch_async(queue, ^{ [self gcdSaleMethod:@"售票GCD-1"]; }); dispatch_async(queue, ^{ [self gcdSaleMethod:@"售票GCD-2"]; }); //如果采用同步方式,会将所有线程添加到主线程。}-(void)appendTextView:(NSString *)text{ //获取现有的内容 NSMutableString *string = [NSMutableString stringWithString:self.textView.text]; NSRange range = NSMakeRange(string.length, 1); //设置TextView [string appendString:[NSString stringWithFormat:@"%@\n",text]]; [self.textView setText:string]; //滚动视图 [self.textView scrollRangeToVisible:range];}-(void)gcdSaleMethod:(NSString *)name{ while (YES) { if (_tickets > 0) { //在主队列都是串行执行的 dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ NSString *info = [NSString stringWithFormat:@"当前票数:%ld,当前线程:%@",_tickets,name]; [self appendTextView:info]; _tickets--; }); if ([name isEqualToString:@"售票GCD-1"]) { [NSThread sleepForTimeInterval:0.3f]; } else { [NSThread sleepForTimeInterval:0.2f]; } } else { dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ NSString *info = [NSString stringWithFormat:@"已无剩余票数,当前线程:%@",name]; [self appendTextView:info]; }); break; } }}@end 接下来对代码中深蓝色部分进行分析: dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block); 这是GCD中的一个用来执行任务的函数实质:把右边的参数(任务)提交给左边的参数(队列)进行执行。采用的是异步的方式。 案例2:使用GCD模拟售票线程,与案例1稍有不同,案例2中使用了线程组。 #import "ViewController.h"@interface ViewController (){ NSInteger _tickets;}@property (weak, nonatomic) IBOutlet UITextView *textView;@end@implementation ViewController- (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; _tickets = 20; self.textView.text = @""; self.textView.layoutManager.allowsNonContiguousLayout = NO; //用GCD创建售票线程 /** * 队列的名称:队列的标识符 队列的方式: DISPATCH_QUEUE_SERIAL 串行 DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 并行 */ //1.自定义队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("myQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); //创建线程组 dispatch_group_t group = dispatch_group_create(); //2.创建线程组往队列中添加任务 dispatch_group_async(group, queue, ^{ [self gcdSaleMethod:@"售票GCD-1"]; }); //调度群组异步任务 dispatch_group_async(group, queue, ^{ [self gcdSaleMethod:@"售票GCD-2"]; }); //等线程组中的所有任务完成后,会接收到通知 dispatch_group_notify(group, queue, ^{ dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ [self appendTextView:@"已无剩余票啦!"]; }); });}-(void)appendTextView:(NSString *)text{ NSMutableString *string = [NSMutableString stringWithString:self.textView.text]; NSRange range = NSMakeRange(string.length, 1); [string appendString:[NSString stringWithFormat:@"%@\n",text]]; [self.textView setText:string]; [self.textView scrollRangeToVisible:range];}-(void)gcdSaleMethod:(NSString *)name{ while (YES) { if (_tickets > 0) { //在主队列都是串行执行的 dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ NSString *info = [NSString stringWithFormat:@"当前票数:%ld,当前线程:%@",_tickets,name]; [self appendTextView:info]; _tickets--; }); if ([name isEqualToString:@"售票GCD-1"]) { [NSThread sleepForTimeInterval:0.3f]; } else { [NSThread sleepForTimeInterval:0.2f]; } } else { break; } }}@end 以上两个案例,实现的都是模拟售票,运行结果如下图: 八、延时任务的执行 在软件开发过程中,偶尔会出现,不希望某个线程立马执行,而是在经过一段时间之后再去调度执行,这就会出现任务的延时调度问题。接下来通过3种方法来实现任务的延时执行,在执行3秒之后再输出@“hello world”。 方式1:使用NSObject的方法 - (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; // 延迟执行 //1.NSObject中的方式 [self performSelector:@selector(printString:) withObject:@"hello world" afterDelay:3.0];}-(void)printString:(NSString *)str{ NSLog(@"%@",str);} 方式2:使用GCD的方式 - (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; //2.GCD中的方法 /** 参数解析 1.基准时间:程序运行时的时间 2.偏移时间(单位:纳秒)以当前运行时间为基准在多久之后进行执行 */ dispatch_time_t delay = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 3.0*NSEC_PER_SEC); //将准备输出的字符串添加到队列中去,采用延迟的方式进行等待执行输出 dispatch_after(delay, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ [self printString:@"hello world"]; });}-(void)printString:(NSString *)str{ NSLog(@"%@",str);} 方式3:使用NSTimer定时器的方式(此处给大家分享使用定时器实现延时任务执行的两种方式) - (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; //使用定时器 //第一种 self.timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:3.0 target:self selector:@selector(printString) userInfo:nil repeats:YES]; [self.timer fire];}-(void)printString{ NSLog(@"hello world");} - (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; //使用定时器 //第二种 self.timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:3.0 target:self selector:@selector(printString:) userInfo:nil repeats:YES]; [[NSRunLoop currentRunLoop]addTimer:self.timer forMode:NSDefaultRunLoopMode]; }-(void)printString{ NSLog(@"hello world");} 在以上两段代码中,有两处蓝色标明的部分,参数repeats,它的作用是:如果参数值为YES,每隔3秒就会输出“hello world”一次。如果参数值为NO,仅输出一次。现在知道了,当repeats的参数值为YES时,会一直执行下去,但又该怎样将它结束掉呢?在NSTimer中给出了停止的方法,看以下代码。 //停止定时器 [self.timer invalidate]; 九、仅一次任务执行、多次重复任务执行 在ios中,给出了仅一次任务执行、多次重复任务执行的方法。废话不多说,直接看代码。 案例1:仅一次任务执行的方法 //dispatch_once()函数执行时需要传入一个dispatch_once_t类型(本质就是long型整数)的指针(即predicate参数),该指针用于变量用于判断代码块是否已经执行过。static dispatch_once_t onceToken;dispatch_once(&onceToken,^{ NSLog(@"====执行代码块==="); [NSThread sleepForTimeInterval:3.0]; }); 案例2:多次重复任务执行的方法 //dispatch_apply()函数将控制提交的代码块重复执行多次,如果该代码块被提交给并发队列,系统可以使用多个线程并发执行同一个代码块。 //控制代码块执行5次dispatch_apply(5, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^(size_t time) { //time形参代表当前正在执行第几次 NSLog(@"===执行【%lu】次===%@",time,[NSThread currentThread]); }); 经过两天的学习,多线程也告一段落了,现在来总结一下。首先先来看:NSThread、NSOperation、GCD三种多线程技术的流程对比 •关于多线程必须记住的三个要点 –只能在主线程中更新UI –共享数据争夺的处理 –不要使用多种多线程技术去争夺同一个资源!