iOS开发之多线程应用

Qinz

关于多线程的概念网上很多资料可供学习，下面我们主要讲解几种工作中会经常遇到的多线程问题及解决思路。

一、一句话简单理解相关概念

进程：手机中的一个APP就是一个进程。
线程：一个进程可以开启多个线程，默认开启主线程。
队列：队形结构。分串行和并发，按照 FIFO（先进先调度）执行任务。
同步：按顺序执行，不开启新线程。
异步：不按顺序执行，可以开启新线程。
串行：在线程中依次执行。
并发：多条线程同时开工。

GCD应用

1. 经典现象之死锁

- (void)test{
   NSLog(@"-----任务1----");
   dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
           NSLog(@"-----任务2----");
   });
   NSLog(@"-----任务3----");
}

分析：控制台打印"-----任务1----"后崩溃。因为默认就一个主线程和一个主队列，任务2要等待test执行完才执行，而test的执行又依赖于任务2，所以出现相互等待，造成崩溃。

2. 经典场景之卖票

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    // 第一个线程卖票
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        [self saleTickets];
    });
    // 第一个线程卖票
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        [self saleTickets];
    });
}

// 售票
- (void)saleTickets {
    
    while (self.tickets > 0) {
            //模拟延迟
            [NSThread sleepForTimeInterval:1];
            //判断是否还有余票
            if (self.tickets > 0) {
                //如果有票，卖一张，提示用户
                self.tickets--;
                NSLog(@"剩余票数 %zd %@",self.tickets,[NSThread currentThread]);
            }else{
                NSLog(@"没有票，来晚了%@",[NSThread currentThread]);
                break;
            }
    }
}

2.1 控制台部分输出，可以看到出现了资源抢夺

剩余票数 10 <NSThread: 0x600000970700>{number = 4, name = (null)}
剩余票数 11 <NSThread: 0x600000978140>{number = 3, name = (null)}
剩余票数 9 <NSThread: 0x600000970700>{number = 4, name = (null)}
剩余票数 9 <NSThread: 0x600000978140>{number = 3, name = (null)}

2.2 用同步串行解决如下，当然这里也可以使用 @synchronized加锁进行实现，苹果并不推荐使用加锁方式。

while (self.tickets > 0) {
    //同步串行
    dispatch_sync(dispatch_queue_create("Qinz", DISPATCH_QUEUE_SERIAL), ^{
        //模拟延迟
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];
        //判断是否还有余票
        if (self.tickets > 0) {
            //如果有票，卖一张，提示用户
            self.tickets--;
            NSLog(@"剩余票数 %zd %@",self.tickets,[NSThread currentThread]);
        }else{
            NSLog(@"没有票，来晚了%@",[NSThread currentThread]);
        }
    });
}

3. 使用栅栏函数解决常见多任务依赖问题


-(void)barrierDemo{
    
    dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("com.Qinz.cn", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    /** 异步函数，模拟多任务网络请求 */
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        for (int i = 0; i<10; i++) {
            NSLog(@"我在下载图片%d---当前线程%@",i,[NSThread currentThread]);
        }
    });
    
    /** 异步函数，模拟多任务网络请求 */
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        for (int i = 0; i<8; i++) {
            NSLog(@"我在请求商品详情数据%d--当前线程%@",i,[NSThread currentThread]);
        }
    });
    /** 栅栏函数：相当于堵塞前面的操作 */
    dispatch_barrier_sync(concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"前面的异步任务执行完毕-----------%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    /** 处理日常任务 */
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        for (int i = 0; i<8; i++) {
            NSLog(@"日常任务处理%d--当前线程%@",i,[NSThread currentThread]);
        }
    });
}

栅栏函数使用注意:

一定要是自定义的并发队列，使用系统提供的全局并发队列会达不到想要的效果。
必须要求任务都在同一个队列中执行。

4. 使用调度组解决多任务依赖问题

-(void)gcdGroup{
    
   //创建调度组
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        for (int i = 0; i<500; i++) {
            NSLog(@"我在下载图片%d---当前线程%@",i,[NSThread currentThread]);
        }
    });
    //允许等待的任务执行的时间
    long timeout  = dispatch_group_wait(group, dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW,3 * NSEC_PER_SEC));
    //如果dispatch_group_wait函数返回值为0,就意味着Dispatch Group中的操作全部执行完毕
    if (timeout == 0) {
        dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"---刷新UI----");
        });
    }else{
           NSLog(@"---你超时了----");
    }
}

5. 使用GCD的_enter和_leave解决多任务依赖问题

-(void)gcdEnter{
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    
    //底层有一个signal,进组就会+1.判断signal是否为0，出组signal=0
    dispatch_group_enter(group);
    dispatch_async(queue, ^{
        
        for (int i = 0; i<10; i++) {
            NSLog(@"我在下载图片%d---当前线程%@",i,[NSThread currentThread]);
        }
        NSLog(@"🍺---第一个任务执行完毕 ----🍺");
        dispatch_group_leave(group);
        
    });
    dispatch_group_enter(group);
    dispatch_async(queue, ^{
        
        for (int i = 0; i<8; i++) {
            NSLog(@"我在请求商品详情数据%d--当前线程%@",i,[NSThread currentThread]);
        }
        NSLog(@"🌹---第二个任务执行完毕 ----🌹");
        dispatch_group_leave(group);
    });
    //信号为0，才进入通知
    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        
        NSLog(@"所有任务完成，可以更新UI了");
    });
}

注意：_enter和_leave要成对出现，否则会造成最终不走通知回调或程序崩溃。

6. 当我们要控制并发数时，使用信号量来进行实现

#pragma mark - 信号量控制并发数
-(void)gcdSemaphore{
    
    /**
     通过信号量来控制并发数，当信号量为2时，最大允许2两条线程同时执行；当信号量为1时，可以达到加锁的目的，实现同步效果。
     */
    dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(2);
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    
    //任务1
    dispatch_async(queue, ^{
        dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        NSLog(@"---- 任务1开始执行 ----");
        sleep(1);
        NSLog(@"🍺---- 任务1执行完毕 ----");
        dispatch_semaphore_signal(semaphore);
    });
    
     //任务2
    dispatch_async(queue, ^{
        dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        NSLog(@"---- 任务2开始执行 ----");
        sleep(1);
        NSLog(@"🌹---- 任务2执行完毕 ----");
        dispatch_semaphore_signal(semaphore);
    });
    
     //任务3
    dispatch_async(queue, ^{
        dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        NSLog(@"---- 任务3开始执行 ----");
        sleep(1);
        NSLog(@"🖼---- 任务3执行完毕 ----");
        dispatch_semaphore_signal(semaphore);
        
    });
}

NSOperation应用

1. 线程之间的通讯

#pragma mark - 线程通讯
-(void)communication{
    
    NSOperationQueue*queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
    queue.name = @"Qinz";
    [queue addOperationWithBlock:^{
        
        NSLog(@"🍺当前队列---%@-当前线程---%@",[NSOperationQueue currentQueue],[NSThread currentThread]);
        
        //模拟网路请求
        [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
            
            NSLog(@"h🌹当前队列---%@-当前线程---%@",[NSOperationQueue currentQueue],[NSThread currentThread]);

        }];
        
    }];
}

2. 控制并发数

#pragma mark - 控制并发数
-(void)concurrent{
    
    NSOperationQueue*quue = [[NSOperationQueue alloc]init];
    //控制并发数
    quue.maxConcurrentOperationCount = 3;
    for (int i = 0; i < 30; i++) {
        [quue addOperationWithBlock:^{
            [NSThread sleepForTimeInterval:1];
            NSLog(@"🍺--%d--当前线程---%@",i,[NSThread currentThread]);

        }];
    }
   
}

3. 解决多任务依赖问题

#pragma mark - 多任务依赖顺序执行
-(void)depend{
    
    NSBlockOperation * bo1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];
        NSLog(@"----  请求数据，拿到token ------");
        
    }];
    
    NSBlockOperation * bo2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];
        NSLog(@"----- 拿到token,请求数据1 ------");
        
    }];
    
    NSBlockOperation * bo3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];
        NSLog(@"------ 拿到1，请求数据2 -----");
        
    }];
    //建立依赖
    [bo2 addDependency:bo1];
    [bo3 addDependency:bo2];
    
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
    
    [queue addOperations:@[bo1,bo2,bo3] waitUntilFinished:YES];
    
    NSLog(@"---  所有任务执行完毕 --------");
}

多线程还有很多用法值得我们去探索，以上只是针对实际开发常见问题进行分析和给出解决思路。

我是Qinz,希望我的文章对你有帮助。