关于iOS多线程,你看我就够了
- 1.4.1. 创建并启动
- 1.4.1.0.0.1. OBJECTIVE-C
- 1.4.1.0.0.2.
- 1.4.1.0.0.3.
- 1.4.1.0.0.4.
- 1.4.1.0.0.5.
- 1.4.1.0.0.6.
- 1.4.1.0.0.7.
- 1.4.1.0.0.8.
- 1.4.1.0.0.9.
- 1.4.1.0.0.10.
- 1.4.1.0.0.11.
- 1.4.1.0.0.12. SWIFT
- 1.4.1.0.0.13.
- 1.4.1.0.0.14. OBJECTIVE-C
- 1.4.1.0.0.15.
- 1.4.1.0.0.16. [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run:) toTarget:self withObject:nil];
- 1.4.1.0.0.17.
- 1.4.1.0.0.18. Swift
- 1.4.1.0.0.19.
- 1.4.1.0.0.20. NSThread.detachNewThreadSelector(“run:”, toTarget: self, withObject: nil)
关于iOS多线程,你看我就够了
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关于iOS多线程,你看我就够了
2015-08-02 iOS大全 iOS大全 iOS大全 iOShub
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作者:伯恩的遗产
网址:http://www.jianshu.com/p/0b0d9b1f1f19
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在这篇文章中,我将为你整理一下 iOS 开发中几种多线程方案,以及其使用方法和注意事项。当然也会给出几种多线程的案例,在实际使用中感受它们的区别。还有一点需要说明的是,这篇文章将会使用 Swift 和 Objective-c 两种语言讲解,双语幼儿园。OK,let’s begin!
概述
这篇文章中,我不会说多线程是什么、线程和进程的区别、多线程有什么用,当然我也不会说什么是串行、什么是并行等问题,这些我们应该都知道的。
在 iOS 中其实目前有 4 套多线程方案,他们分别是:
- Pthreads
- NSThread
- GCD
- NSOperation & NSOperationQueue
所以接下来,我会一一讲解这些方案的使用方法和一些案例。在将这些内容的时候,我也会顺带说一些多线程周边产品。比如: 线程同步、 延时执行、 单例模式 等等。
Pthreads
其实这个方案不用说的,只是拿来充个数,为了让大家了解一下就好了。百度百科里是这么说的:
POSIX线程(POSIX threads),简称Pthreads,是线程的POSIX标准。该标准定义了创建和操纵线程的一整套API。在类Unix操作系统(Unix、Linux、Mac OS X等)中,都使用Pthreads作为操作系统的线程。
简单地说,这是一套在很多操作系统上都通用的多线程API,所以移植性很强(然并卵),当然在 iOS 中也是可以的。不过这是基于 c语言 的框架,使用起来这酸爽!感受一下:
OBJECTIVE-C
当然第一步要包含头文件
#import <pthread.h>
然后创建线程,并执行任务
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
pthread_t thread;
//创建一个线程并自动执行
pthread_create(&thread, NULL, start, NULL);
}
void *start(void *data) {
NSLog(@”%@”, [NSThread currentThread]);
return NULL;
}
打印输出:
2015-07-27 23:57:21.689 testThread[10616:2644653] <NSThread: 0x7fbb48d33690>{number = 2, name = (null)}
看代码就会发现他需要 c语言函数,这是比较蛋疼的,更蛋疼的是你需要手动处理线程的各个状态的转换即管理生命周期,比如,这段代码虽然创建了一个线程,但并没有销毁。
SWIFT
很遗憾,在我目前的 swift1.2 中无法执行这套方法,原因是这个函数需要传入一个函数指针 CFunctionPointer 类型,但是目前 swift 无法将方法转换成此类型。听说 swift 2.0 引入一个新特性 @convention(c), 可以完成 Swift 方法转换成 c 语言指针的。在这里可以看到
那么,Pthreads 方案的多线程我就介绍这么多,毕竟做 iOS 开发几乎不可能用到。但是如果你感兴趣的话,或者说想要自己实现一套多线程方案,从底层开始定制,那么可以去搜一下相关资料。
NSThread
这套方案是经过苹果封装后的,并且完全面向对象的。所以你可以直接操控线程对象,非常直观和方便。但是,它的生命周期还是需要我们手动管理,所以这套方案也是偶尔用用,比如 [NSThread currentThread],它可以获取当前线程类,你就可以知道当前线程的各种属性,用于调试十分方便。下面来看看它的一些用法。
创建并启动
- 先创建线程类,再启动
OBJECTIVE-C
// 创建
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:nil];
// 启动
[thread start];
SWIFT
//创建
let thread = NSThread(target: self, selector: “run:”, object: nil)
//启动
thread.start()
- 创建并自动启动
OBJECTIVE-C
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run:) toTarget:self withObject:nil];
Swift
NSThread.detachNewThreadSelector(“run:”, toTarget: self, withObject: nil)
- 使用 NSObject 的方法创建并自动启动
Objective-C
[self performSelectorInBackground:@selector(run:) withObject:nil];
Swift
很遗憾 too! 苹果认为 performSelector: 不安全,所以在 Swift 去掉了这个方法。
Note: The performSelector: method and related selector-invoking methods are not imported in Swift because they are inherently unsafe.
其他方法
除了创建启动外,NSThread 还以很多方法,下面我列举一些常见的方法,当然我列举的并不完整,更多方法大家可以去类的定义里去看。
OBJECTIVE-C
//取消线程
- (void)cancel;
//启动线程
- (void)start;
//判断某个线程的状态的属性
@property (readonly, getter=isExecuting) BOOL executing;
@property (readonly, getter=isFinished) BOOL finished;
@property (readonly, getter=isCancelled) BOOL cancelled;
//设置和获取线程名字
-(void)setName:(NSString *)n;
-(NSString *)name;
//获取当前线程信息
- (NSThread *)currentThread;
//获取主线程信息
- (NSThread *)mainThread;
//使当前线程暂停一段时间,或者暂停到某个时刻
(void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)time;
(void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;
Swift
Swift的方法名字和OC的方法名都一样,我就不浪费空间列举出来了。
其实,NSThread 用起来也挺简单的,因为它就那几种方法。同时,我们也只有在一些非常简单的场景才会用 NSThread, 毕竟它还不够智能,不能优雅地处理多线程中的其他高级概念。所以接下来要说的内容才是重点。
GCD
Grand Central Dispatch,听名字就霸气。它是苹果为多核的并行运算提出的解决方案,所以会自动合理地利用更多的CPU内核(比如双核、四核),最重要的是它会自动管理线程的生命周期(创建线程、调度任务、销毁线程),完全不需要我们管理,我们只需要告诉干什么就行。同时它使用的也是 c语言,不过由于使用了 Block(Swift里叫做闭包),使得使用起来更加方便,而且灵活。所以基本上大家都使用 GCD 这套方案,老少咸宜,实在是居家旅行、杀人灭口,必备良药。不好意思,有点中二,咱们继续。
任务和队列
在 GCD 中,加入了两个非常重要的概念: 任务 和 队列。
- 任务:即操作,你想要干什么,说白了就是一段代码,在 GCD 中就是一个 Block,所以添加任务十分方便。任务有两种执行方式: 同步执行 和 异步执行,他们之间的区别是 是否会创建新的线程。
同步执行:只要是同步执行的任务,都会在当前线程执行,不会另开线程。
异步执行:只要是异步执行的任务,都会另开线程,在别的线程执行。
更新:
这里说的并不准确,同步(sync) 和 异步(async) 的主要区别在于会不会阻塞当前线程,直到 Block 中的任务执行完毕!
如果是 同步(sync) 操作,它会阻塞当前线程并等待 Block 中的任务执行完毕,然后当前线程才会继续往下运行。
如果是 异步(async)操作,当前线程会直接往下执行,它不会阻塞当前线程。
- 队列:用于存放任务。一共有两种队列, 串行队列 和 并行队列。
串行队列 中的任务会根据队列的定义 FIFO 的执行,一个接一个的先进先出的进行执行。
更新:放到串行队列的任务,GCD 会 FIFO(先进先出) 地取出来一个,执行一个,然后取下一个,这样一个一个的执行。
并行队列 中的任务 根据同步或异步有不同的执行方式。
更新:放到串行队列的任务,GCD 也会 FIFO的取出来,但不同的是,它取出来一个就会放到别的线程,然后再取出来一个又放到另一个的线程。这样由于取的动作很快,忽略不计,看起来,所有的任务都是一起执行的。不过需要注意,GCD 会根据系统资源控制并行的数量,所以如果任务很多,它并不会让所有任务同时执行。
虽然很绕,但请看下表:
|
|同步执行 |异步执行 |
|——–|———————-|———————-|
|串行队列|当前线程,一个一个执行|其他线程,一个一个执行|
|并行队列|当前线程,一个一个执行|开很多线程,一起执行 |
创建队列
- 主队列:这是一个特殊的 串行队列。什么是主队列,大家都知道吧,它用于刷新 UI,任何需要刷新 UI 的工作都要在主队列执行,所以一般耗时的任务都要放到别的线程执行。
//OBJECTIVE-C
dispatch_queue_t queue = ispatch_get_main_queue();
//SWIFT
let queue = ispatch_get_main_queue()
- 自己创建的队列:凡是自己创建的队列都是 串行队列。 其中第一个参数是标识符,用于 DEBUG 的时候标识唯一的队列,可以为空。大家可以看xcode的文档查看参数意义。
更新:自己可以创建 串行队列, 也可以创建 并行队列。看下面的代码(代码已更新),它有两个参数,第一个上面已经说了,第二个才是最重要的。
第二个参数用来表示创建的队列是串行的还是并行的,传入 DISPATCH_QUEUE_SERIAL或 NULL 表示创建串行队列。传入 DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 表示创建并行队列。
//OBJECTIVE-C
//串行队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(“tk.bourne.testQueue”, NULL);
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(“tk.bourne.testQueue”, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
//并行队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(“tk.bourne.testQueue”, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
//SWIFT
//串行队列
let queue = dispatch_queue_create(“tk.bourne.testQueue”, nil);
let queue = dispatch_queue_create(“tk.bourne.testQueue”, DISPATCH_QUEUE_SERIAL)
//并行队列
let queue = dispatch_queue_create(“tk.bourne.testQueue”, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT)
- 全局并行队列:这应该是唯一一个并行队列, 只要是并行任务一般都加入到这个队列。这是系统提供的一个并发队列。
//OBJECTIVE-C
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
//SWIFT
let queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)
创建任务
- 同步任务: 不会另开线程 改:会阻塞当前线程 (SYNC)
OBJECTIVE-C
dispatch_sync(<#queue#>, ^{
//code here
NSLog(@”%@”, [NSThread currentThread]);
});
Swift
dispatch_sync(<#queue#>, { () -> Void in
//code here
println(NSThread.currentThread())
})
异步任务:会另开线程 改:不会阻塞当前线程 (ASYNC)
OBJECTIVE-C
dispatch_async(<#queue#>, ^{
//code here
NSLog(@”%@”, [NSThread currentThread]);
});
Swift
dispatch_async(<#queue#>, { () -> Void in
//code here
println(NSThread.currentThread())
})
更新:
为了更好的理解同步和异步,和各种队列的使用,下面看两个示例:
示例一:
以下代码在主线程调用,结果是什么?
NSLog("之前 - %@", NSThread.currentThread()) dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), { () -> Void in NSLog("sync - %@", NSThread.currentThread()) }) NSLog("之后 - %@", NSThread.currentThread())答案:
只会打印第一句:之前 - <NSThread: 0x7fb3a9e16470>{number = 1, name = main} ,然后主线程就卡死了,你可以在界面上放一个按钮,你就会发现点不了了。
解释:
同步任务会阻塞当前线程,然后把 Block 中的任务放到指定的队列中执行,只有等到 Block 中的任务完成后才会让当前线程继续往下运行。
那么这里的步骤就是:打印完第一句后,dispatch_sync 立即阻塞当前的主线程,然后把 Block 中的任务放到 main_queue 中,可以 main_queue 中的任务会被取出来放到主线程中执行,但主线程这个时候已经被阻塞了,所以 Block 中的任务就不能完成,它不完成,dispatch_sync 就会一直阻塞主线程,这就是死锁现象。导致主线程一直卡死。
示例二:
以下代码会产生什么结果?
let queue = dispatch_queue_create("myQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL) NSLog("之前 - %@", NSThread.currentThread()) dispatch_async(queue, { () -> Void in NSLog("sync之前 - %@", NSThread.currentThread()) dispatch_sync(queue, { () -> Void in NSLog("sync - %@", NSThread.currentThread()) }) NSLog("sync之后 - %@", NSThread.currentThread()) }) NSLog("之后 - %@", NSThread.currentThread())答案:
2015-07-30 02:06:51.058 test[33329:8793087] 之前 - <NSThread: 0x7fe32050dbb0>{number = 1, name = main}
2015-07-30 02:06:51.059 test[33329:8793356] sync之前 - <NSThread: 0x7fe32062e9f0>{number = 2, name = (null)}
2015-07-30 02:06:51.059 test[33329:8793087] 之后 - <NSThread: 0x7fe32050dbb0>{number = 1, name = main}
很明显 sync - %@ 和 sync之后 - %@ 没有被打印出来!这是为什么呢?我们再来分析一下:
分析:
我们按执行顺序一步步来哦:
- 使用 DISPATCH_QUEUE_SERIAL 这个参数,创建了一个 串行队列。
- 打印出 之前 - %@ 这句。
- dispatch_async 异步执行,所以当前线程不会被阻塞,于是有了两条线程,一条当前线程继续往下打印出 之后 - %@这句, 另一台执行 Block 中的内容打印 sync之前 - %@ 这句。因为这两条是并行的,所以打印的先后顺序无所谓。
- 注意,高潮来了。现在的情况和上一个例子一样了。dispatch_sync同步执行,于是它所在的线程会被阻塞,一直等到 sync 里的任务执行完才会继续往下。于是 sync就高兴的把自己 Block 中的任务放到 queue 中,可谁想 queue 是一个串行队列,一次执行一个任务,所以 sync 的 Block 必须等到前一个任务执行完毕,可万万没想到的是 queue 正在执行的任务就是被 sync 阻塞了的那个。于是又发生了死锁。所以 sync 所在的线程被卡死了。剩下的两句代码自然不会打印。
队列组
队列组可以将很多队列添加到一个组里,这样做的好处是,当这个组里所有的任务都执行完了,队列组会通过一个方法通知我们。下面是使用方法,这是一个很实用的功能。
OBJECTIVE-C
//1.创建队列组
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
//2.创建队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
//3.多次使用队列组的方法执行任务, 只有异步方法
//3.1.执行3次循环
dispatch_group_async(group, queue, ^{
for (NSInteger i = 0; i < 3; i++) {
NSLog(@”group-01 - %@”, [NSThread currentThread]);
}
});
//3.2.主队列执行8次循环
dispatch_group_async(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
for (NSInteger i = 0; i < 8; i++) {
NSLog(@”group-02 - %@”, [NSThread currentThread]);
}
});
//3.3.执行5次循环
dispatch_group_async(group, queue, ^{
for (NSInteger i = 0; i < 5; i++) {
NSLog(@”group-03 - %@”, [NSThread currentThread]);
}
});
//4.都完成后会自动通知
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@”完成 - %@”, [NSThread currentThread]);
});
SWIFT
//1.创建队列组
let group = dispatch_group_create()
//2.创建队列
let queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)
//3.多次使用队列组的方法执行任务, 只有异步方法
//3.1.执行3次循环
dispatch_group_async(group, queue) { () -> Void in
for _ in 0..<3 {
NSLog(“group-01 - %@”, NSThread.currentThread())
}
}
//3.2.主队列执行8次循环
dispatch_group_async(group, dispatch_get_main_queue()) { () -> Void in
for _ in 0..<8 {
NSLog(“group-02 - %@”, NSThread.currentThread())
}
}
//3.3.执行5次循环
dispatch_group_async(group, queue) { () -> Void in
for _ in 0..<5 {
NSLog(“group-03 - %@”, NSThread.currentThread())
}
}
//4.都完成后会自动通知
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue()) { () -> Void in
NSLog(“完成 - %@”, NSThread.currentThread())
}
打印结果
2015-07-28 03:40:34.277 test[12540:3319271] group-03 - <NSThread: 0x7f9772536f00>{number = 3, name = (null)}
2015-07-28 03:40:34.277 test[12540:3319146] group-02 - <NSThread: 0x7f977240ba60>{number = 1, name = main}
2015-07-28 03:40:34.277 test[12540:3319146] group-02 - <NSThread: 0x7f977240ba60>{number = 1, name = main}
2015-07-28 03:40:34.277 test[12540:3319271] group-03 - <NSThread: 0x7f9772536f00>{number = 3, name = (null)}
2015-07-28 03:40:34.278 test[12540:3319146] group-02 - <NSThread: 0x7f977240ba60>{number = 1, name = main}
2015-07-28 03:40:34.278 test[12540:3319271] group-03 - <NSThread: 0x7f9772536f00>{number = 3, name = (null)}
2015-07-28 03:40:34.278 test[12540:3319271] group-03 - <NSThread: 0x7f9772536f00>{number = 3, name = (null)}
2015-07-28 03:40:34.278 test[12540:3319146] group-02 - <NSThread: 0x7f977240ba60>{number = 1, name = main}
2015-07-28 03:40:34.277 test[12540:3319273] group-01 - <NSThread: 0x7f977272e8d0>{number = 2, name = (null)}
2015-07-28 03:40:34.278 test[12540:3319271] group-03 - <NSThread: 0x7f9772536f00>{number = 3, name = (null)}
2015-07-28 03:40:34.278 test[12540:3319146] group-02 - <NSThread: 0x7f977240ba60>{number = 1, name = main}
2015-07-28 03:40:34.278 test[12540:3319273] group-01 - <NSThread: 0x7f977272e8d0>{number = 2, name = (null)}
2015-07-28 03:40:34.278 test[12540:3319146] group-02 - <NSThread: 0x7f977240ba60>{number = 1, name = main}
2015-07-28 03:40:34.278 test[12540:3319273] group-01 - <NSThread: 0x7f977272e8d0>{number = 2, name = (null)}
2015-07-28 03:40:34.279 test[12540:3319146] group-02 - <NSThread: 0x7f977240ba60>{number = 1, name = main}
2015-07-28 03:40:34.279 test[12540:3319146] group-02 - <NSThread: 0x7f977240ba60>{number = 1, name = main}
2015-07-28 03:40:34.279 test[12540:3319146] 完成 - <NSThread: 0x7f977240ba60>{number = 1, name = main}
这些就是 GCD 的基本功能,但是它的能力远不止这些,等讲完 NSOperation 后,我们再来看看它的一些其他方面用途。而且,只要你想象力够丰富,你可以组合出更好的用法。
更新:关于GCD,还有两个需要说的:
- func dispatch_barrier_async(_ queue: dispatch_queue_t, _ block: dispatch_block_t):
这个方法重点是你传入的 queue,当你传入的 queue 是通过 DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 参数自己创建的 queue 时,这个方法会阻塞这个 queue(注意是阻塞 queue ,而不是阻塞当前线程),一直等到这个 queue 中排在它前面的任务都执行完成后才会开始执行自己,自己执行完毕后,再会取消阻塞,使这个 queue 中排在它后面的任务继续执行。
如果你传入的是其他的 queue, 那么它就和 dispatch_async 一样了。- func dispatch_barrier_sync(_ queue: dispatch_queue_t, _ block: dispatch_block_t):
这个方法的使用和上一个一样,传入 自定义的并发队列(DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT),它和上一个方法一样的阻塞 queue,不同的是 这个方法还会 阻塞当前线程。
如果你传入的是其他的 queue, 那么它就和 dispatch_sync 一样了。
未完,请续看第二篇
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