iOS 多线程之GCD

GCD核心概念

  • 任务 :执行的操作
  • 队列 :执行任务的等待队列

任务

  • 同步执行 :同步添加任务到指定的队列中,如果在之前有任务在执行,会等待该任务执行后再执行
  • 异步执行 :异步添加到指定的队列中,如果该队列中已存在任务,不会等待,会继续执行

队列

  • 串行队列 :只会开启一个线程,每次只有一个任务被执行
  • 并发队列 :可以开启多个线程,多个任务可以同时执行

GCD的使用

使用步骤

  1. 创建一个队列
  2. 将任务追加到指定的队列中

队列的创建

  • 使用 dispatch_queue_create 函数创建,第一个参数为队列的唯一标识符,可为空,第二个参数用来识别是串行队列还是并发队列
// 串行队列的创建方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("text",DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
// 并发队列的创建方法 
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("text", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

任务的创建

  • 提供2中创建方式:同步执行任务的创建方法 dispatch_sync 和一步执行任务的创建方法dispatch_async
// 同步执行任务创建方法
dispatch_sync(queue, ^{
    // 这里放同步执行任务代码
});
// 异步执行任务创建方法
dispatch_async(queue, ^{
    // 这里放异步执行任务代码
});

队列和任务的组合方式(6种)

  • 同步执行任务 + 并发队列:不开启新线程,串行执行任务
dispatch_sync(dispatch_queue_create("text", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT), ^{
    //任务代码
});
  • 异步执行任务 + 并发队列:开启新线程,并发执行任务
dispatch_async(dispatch_queue_create("text", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT), ^{
    //任务代码
});
  • 同步执行任务 + 串行队列:不开启新线程,串行执行任务
dispatch_sync(dispatch_queue_create("text", DISPATCH_QUEUE_SERIAL), ^{
    //任务代码
});
  • 异步执行任务 + 串行队列:开启新线程,串行执行任务
dispatch_async(dispatch_queue_create("text", DISPATCH_QUEUE_SERIAL), ^{
    //任务代码
});
  • 同步执行任务 + 主队列: 主线程中:死锁 其他线程:不开启新线程,串行执行任务
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
    //任务代码
});
  • 异步执行任务 + 主队列: 不开启新线程,串行执行
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
    //任务代码
});

队列的获取

  • 获取主队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
  • 获取全局并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

GCD线程间的通信

回到主线程

dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
           
});

GCD队列组

使用场景:异步执行多个耗时任务,在多个任务全部执行完毕后回到主线程执行任务

  • 调用队列组的 dispatch_group_async 先把任务放到队列中,然后将队列放入队列组中。或者使用队列组的 dispatch_group_enter、dispatch_group_leave 组合 来实现
    dispatch_group_async
  • 调用队列组的 dispatch_group_notify 回到指定线程执行任务。或者使用 dispatch_group_wait 回到当前线程继续向下执行(会阻塞当前线程)。
  1. dispatch_group_notify 监听 group 中任务的完成状态,当所有的任务都执行完成后,追加任务到 group 中,并执行任务。
  2. dispatch_group_wait 暂停当前线程(阻塞当前线程),等待指定的 group 中的任务执行完成后,才会往下继续执行。
  3. dispatch_group_enter 标志着一个任务追加到 group,执行一次,相当于 group 中未执行完毕任务数+1
  4. dispatch_group_leave 标志着一个任务离开了 group,执行一次,相当于 group 中未执行完毕任务数-1。

GCD信号量 dispatch_semaphore

dispatch_semaphore :持有计数的信号,当计数为0时不可通过,大于1时,计数减1且不等待,可通过

  • dispatch_semaphore_create:(创建)创建一个Semaphore并初始化信号的总量
  • dispatch_semaphore_signal:(开锁)发送一个信号,让信号总量加1
  • dispatch_semaphore_wait:(解锁)可以使总信号量减1,当信号总量为0时就会一直等待(阻塞所在线程), 否则就可以正常执行。

主要用于

  • 保持线程同步
__block int a = 0;
    dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
//    <!--进行耗时操作-->
    dispatch_async(dispatch_queue_create("text", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT), ^{
        //异步改变a的值
        a = 10;
        dispatch_semaphore_signal(semaphore);
    });
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"%d",a);//输出结果 a = 10
  • 保证线程安全
/**
 * 线程安全:使用 semaphore 加锁
 * 初始化火车票数量、卖票窗口(线程安全)、并开始卖票
 */
- (void)initTicketStatusSave {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"semaphore---begin");
    
    semaphoreLock = dispatch_semaphore_create(1);
    
    self.ticketSurplusCount = 50;
    
    // queue1 代表北京火车票售卖窗口
    dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    // queue2 代表上海火车票售卖窗口
    dispatch_queue_t queue2 = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue2", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    dispatch_async(queue1, ^{
        [weakSelf saleTicketSafe];
    });
    
    dispatch_async(queue2, ^{
        [weakSelf saleTicketSafe];
    });
}

/**
 * 售卖火车票(线程安全)
 */
- (void)saleTicketSafe {
    while (1) {
        // 相当于加锁
        dispatch_semaphore_wait(semaphoreLock, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        
        if (self.ticketSurplusCount > 0) {  //如果还有票,继续售卖
            self.ticketSurplusCount--;
            NSLog(@"%@", [NSString stringWithFormat:@"剩余票数:%d 窗口:%@", self.ticketSurplusCount, [NSThread currentThread]]);
            [NSThread sleepForTimeInterval:0.2];
        } else { //如果已卖完,关闭售票窗口
            NSLog(@"所有火车票均已售完");
            // 相当于解锁
            dispatch_semaphore_signal(semaphoreLock);
            break;
        }
        
        // 相当于解锁
        dispatch_semaphore_signal(semaphoreLock);
    }
}

GCD的其他方法

  • 栅栏dispatch_barrier_async 将两组异步执行的操作组给分割起来,先执行前组里面的人物,再执行后组里面的任务
  • 延时执行 dispatch_after 指定时间后执行某个任务
  • 一次性代码 dispatch_once 整个程序运行过程中只执行一次
  • 快速迭代方法 dispatch_apply 按照指定的次数将指定的任务追加到指定的队列中,并等待全部队列执行结束

参考文章

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