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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
(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)
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
可
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