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iOS 多线程编程

简介

一、      iOS有三种多线程编程的技术,分别是:

1、        NSThread

2、        Cocoa NSOperation(ios 多线程编程之NSOperation和NSOperationQueue的使用)

3、        GCD 全称:Grand Central Dispatch (iOS 多线程编程之Grand Central Dispatch介绍和使用)

这三种编程方式从上到下,抽象度层次是从低到高的,抽象度越高的使用越简单,也是Apple最推荐使用的。

下面主要介绍NSThread

二、      三种方式的优缺点介绍:

NSThread:

优点:NSThread 比其他两个轻量级

缺点:需要自给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

NSThread实现的技术有下面三种:

 

Cocoa threads
POSIX threads
Multiprocessing Services

 

一般使用Cocoa thread 技术

Cocoa peration

 

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。

Cocoa peration 相关的类是NSOperation,NSOperationQueue.NSOperation是个抽象类,使用它必须用它的子类,可以实现它或者使用它定义好的两个子类:

NSInvocationOperation 和NSBlockOperation.创建NSOperation子类的对象,把对象添加到NSOperationQueue队列里执行。

GCD

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

 

三、      NSThread 的使用:

3.1 NSThread 有两种直接创建方式:

- (id)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)selector object:(id)argument 
 + (void)detachNewThreadSelector:(SEL)aSelector toTarget:(id)aTarget withObject:(id)anArgument

第一个是实例方法,第二个是类方法 

3.2参数的意义:

selector:线程执行的方法,这个selector 只能有一个参数,而且不能有返回值。

target: selector 消息发送的对象

argument:传输给target的唯一参数,也可以是nil

第一种方式会直接创建线程并且开始运行线程,第二种方式是先创建线程对象,然后在运行线程操作,在运行线程操作前可以设置线程的优先级等线程信息

 

 

注:使用线程注意或者建议

1:当我们需要中途停止线程是,我们不应该调用exit方法,而是调用cancel方法。因为,如果我们直接调用exit方法的话,线程是直接退出,而没有机会去执行清理操作,可能会产生内存泄露。

2:我们必须要清楚这么一个现象

当线程执行过程中,如果被sleepForTimeInterval后,线程将会被进入休眠。那么在它休眠期间又被cancel 后,那么事实上,线程醒来后,仍然会执行完它的操作。

 

线程方法:

 

// 线程执行
- (void) threadEntryPoint{
    @autoreleasepool {
        NSLog(@"Thread Entry Point");
        while ([[NSThread currentThread] isCancelled] == NO){
            [NSThread sleepForTimeInterval:10];
            NSLog(@"Thread Loop");
        }
        NSLog(@"Thread Finished");
    }
}
 
// 停止线程
- (void) stopThread{
    NSLog(@"Cancelling the Thread");
    [self.myThread cancel];
    NSLog(@"Releasing the thread");
    self.myThread = nil;
}

 

调用:

- (void)viewDidAppear:(BOOL)animated{
    
    // 创建线程
    self.myThread = [[NSThread alloc]
                     initWithTarget:self
                     selector:@selector(threadEntryPoint)
                     object:nil];
    
    // 开启线程
    [self.myThread start];
    // 让线程3秒后取消
    [self performSelector:@selector(stopThread) withObject:nil
               afterDelay:3.0f];
 
}

 

输出:

 Thread Entry Point

 Cancelling the Thread

 Releasing the thread

 Thread Loop

 Thread Finished

 

注意,输出的飘红部分,我明明调用了[NSThread sleepForTimeInterval:10];方法让线程进入休眠状态。并且让线程已经执行了stopThread方法中的[self.myThread cancel];方法把线程给取消了。但是,线程在被唤醒后,任然执行了后面的代码!

 

改良办法:多加一层判断!!!

 

- (void) threadEntryPoint{
    @autoreleasepool {
        NSLog(@"Thread Entry Point");
        while ([[NSThread currentThread] isCancelled] == NO){
            [NSThread sleepForTimeInterval:10];
            if ([[NSThread currentThread] isCancelled] == NO){
                // 做一个改进,在需要执行的代码中,多加一层判断。
                NSLog(@"Thread Loop");
            }
        }
        NSLog(@"Thread Finished");
    }
}

 

 

 

iOS 多线程编程之NSOperation的使用

 

NSOperation 简介

 

1、       简单说明

NSOperation的作用:配合使用NSOperation和NSOperationQueue也能实现多线程编程

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

(1)  先将需要执行的操作封装到一个NSOperation对象中

(2)  然后将NSOperation对象添加到NSOperationQueue 中

(3)  系统会自动将NSOperationQueue 中的NSOperation 取出来

(4)  将取出的NSOperation 封装的操作放到一条新线程中执行

2、       NSOperation 子类

NSOperation是个抽象类,并不具备封装操作的能力,必须使用它的子类

使用NSOperation子类的方式有3中:

(1)  NSInvocationOperation

(2)  NSBlockOperation

(3)  自定义子类继承NSOperation,实现内部相应的方法

 

二、具体说明

1、       NSInvocationOperation子类

创建对象和执行操作

//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(test) object:nil];
    
     //执行操作
  [operation 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中queue中,都是同步执行。只有将NSOperation放到一个NSOperationQueue中,才会异步执行操作

2、       NSBlockOperation 子类

创建对象和添加操作

 

//创建NSBlockOperation操作对象
NSBlockOperation *operation=[NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"NSBlockOperation------%@",[NSThread currentThread]);
}];
//添加操作
 [operation addExecutionBlock:^{
NSLog(@"NSBlockOperation1------%@",[NSThread currentThread]);
}];
 [operation addExecutionBlock:^{
NSLog(@"NSBlockOperation2------%@",[NSThread currentThread]);
}];
//开启执行操作
[operation start];

注意

只要NSBlockOperation 封装的操作数>1,就会异步执行操作

3.NSOperationQueue

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

 

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    self.title = @"测试";
    self.view.backgroundColor = [UIColor whiteColor];
   
 
    //创建NSInvocationOperation对象,封装操作
     NSInvocationOperation *operation1=[[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(test1) object:nil];
     NSInvocationOperation *operation2=[[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(test2) object:nil];
     //创建对象,封装操作
     NSBlockOperation *operation3=[NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
             NSLog(@"NSBlockOperation3--1----%@",[NSThread currentThread]);
         }];
     [operation3 addExecutionBlock:^{
             NSLog(@"NSBlockOperation3--2----%@",[NSThread currentThread]);
         }];
 
     //创建NSOperationQueue
     NSOperationQueue * queue=[[NSOperationQueue alloc]init];
     //把操作添加到队列中
     [queue addOperation:operation1];
     [queue addOperation:operation2];
     [queue addOperation:operation3];
   
}
 
-(void)test1
 {
    NSLog(@"NSInvocationOperation--test1--%@",[NSThread currentThread]);
 }
-(void)test2
 {
    NSLog(@"NSInvocationOperation--test2--%@",[NSThread currentThread]);
 }

打印结果

 

注意

系统自动将NSOperationQueue中的NSOperation对象取出,将其封装的操作放到一条新的线程中执行。上面的代码示例中,一共有四个任务,operation1和operation2分别有一个任务,operation3有两个任务。一共四个任务,开启了四条线程。通过任务执行的时间全部都是302可以看出,这些任务是并行执行的。

提示:

队列的取出是有顺序的,与打印结果并不矛盾。结果不一定谁先后

 

一、GCD简介

1、GCD 全称 Grand Central Dispatch 可译为“牛逼的中枢调度器”

2、GCD的优势

GCD 是苹果公司为多核的并行运算提出的解决方案

GCD 会自动利用更多的CPU内核(比如双核、四核)

GCD 会自动管理线程的生命周期(创建线程、调度任务、销毁线程)

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

3、       提示

(1)  GCD存在于libdispatch.dylib这个库中,这个调度库包含了GCD的所有的东西,但任何iOS程序,默认就加载了这个库,在程序运行的过程中会动态的加载这个库,不需要我们手动导入。

(2)  GCD是纯C语言的,因此我们在编写GCD相关代码的时候,面对的函数,而不是方法。

(3)  GCD中的函数大多数都以dispatch开头

二、任务和队列

GCD 中有两个核心概念

(1)  任务:执行什么操作

(2)  队列:用来存放任务

GCD 的使用就两个步骤

(1)  定制任务

(2)  确定想做的事情

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

三、执行任务

1、       队列的类型

GCD的队列可以分为两大类型

(1)  并发队列(Concurrent Dispatch Queue)

可以让多个任务并发(同时)执行(自动开启多个线程同时执行任务)并发功能只有在异步(dispatch_async)函数下才有效

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(2)  串行队列(Serial Dispatch Queue)

让任务一个接一个地执行(一个任务执行完毕后,再执行下一个任务)

       

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注意

有4个术语比较容易混淆:同步、异步、并发、串行

同步和异步决定了要不要开启新的线程

同步:在当前线程中执行任务,不具备开启新线程地能力

异步:在新的线程中执行任务,具备开启新线程的能力

并发和串行决定了任务的执行方式

并发:多个任务并发(同时)执行

串行:一个任务执行完毕后,在执行下一个任务

2、串行对列

 

GCD 中获得串行有两种途径

(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); // 队列名称, 队列属性,一般用NULL即可

示例:

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("wendingding", NULL); // 创建
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();

2、       并发队列

GCD默认已经提供了全局的并发队列,供整个应用使用,不需要手动创建

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); // 此参数暂时无用,用0即

示例:

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。

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); // 获得全局并发队列

 

说明:全局并发队列的优先级

#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 // 高
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 默认(中)
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 后台

各种队列的执行效果

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