iOS多线程编程总结

丁灿

2023-12-01

摘录：http://www.cnblogs.com/mjios/archive/2013/04/18/3029309.html
http://blog.csdn.net/totogo2010/article/details/8010231

简介

iOS有三种多线程编程的技术，分别是：
1.、NSThread :这种方法需要管理线程的生命周期、同步、加锁问题，会导致一定的性能开销
2、Cocoa NSOperation :是基于OC实现的。NSOperation以面向对象的方式封装了需要执行的操作，然后可以将这个操作放到一个NSOperationQueue中去异步执行。不必关心线程管理、同步等问题。
3、GCD 全称：Grand Central Dispatch,简称GCD，iOS4才开始支持，是纯C语言的API。自iPad2开始，苹果设备开始有了双核CPU，为了充分利用这2个核，GCD提供了一些新特性来支持多核并行编程

1.NSThread

一个NSThread实例就代表着一条线程

创建

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

参数说明：
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，然后再运行线程操作，在运行线程操作前可以设置线程的优先级等线程信息

例子：

// 初始化线程
2 NSThread *thread = [[[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:@"userinfo"] autorelease];
3 // 开启线程
4 [thread start];

run:方法

- (void)run:(NSString *)string {
     NSThread *current = [NSThread currentThread];
    NSLog(@"执行了run:方法-参数：%@，当前线程：%@", string, current);
 }
//结果
执行了run:方法-参数：userinfo，当前线程：<NSThread: 0x889e8d0>{name = (null), num = 3}

同步锁

创建锁可使用

NSLock *theLock = [[NSLock alloc] init];

已上面例子，对run:加锁

- (void)run:(NSString *)string {
    [theLock lock];
     NSThread *current = [NSThread currentThread];
    NSLog(@"执行了run:方法-参数：%@，当前线程：%@", string, current);
     [theLock unlock];
 }

还有其他的一些锁对象，比如：循环锁NSRecursiveLock，条件锁NSConditionLock，分布式锁NSDistributedLock等等

2、NSOperation

(1).思路：

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NSOperation中封装的操作放到一条新线程中执行

在此过程中，我们根本不用考虑线程的生命周期、同步、加锁等问题

(2).创建

默认情况下，NSOperation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种：

1> NSInvocationOperation

2> NSBlockOperation

3> 自定义子类继承NSOperation，实现内部相应的方法

(3).使用

NSInvocationOperation例子：

NSInvocationOperation *operation = [[[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:@"userinfo"] autorelease];  

NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];  
[queue addOperation:operation];

NSBlockOperation例子：

NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^(){
    NSLog(@"执行了一个新的操作");
}];

NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];  
[queue addOperation:operation];

若要并发执行多个任务，可使用NSBlockOperation的addExecutionBlock:方法添加了新的操作

[operation addExecutionBlock:^() {
 　　NSLog(@"又执行了1个新的操作，线程：%@", [NSThread currentThread]);
  }];

自定义NSOperation：
如果NSInvocationOperation和NSBlockOperation不能满足需求，我们可以直接新建子类继承NSOperation，并添加任何需要执行的操作。如果只是简单地自定义NSOperation，只需要重载-(void)main这个方法，在这个方法里面添加需要执行的操作。

注意：如果创建NSOperation后直接使用[operation start]; 执行线程还是会在当前线程同步执行操作，并没有异步执行

(4).取消操作

operation开始执行之后, 默认会一直执行操作直到完成，我们也可以调用cancel方法中途取消操作

[operation cancel];

（5）.其他

如何控制线程池中的线程数？
队列里可以加入很多个NSOperation, 可以把NSOperationQueue看作一个线程池，可往线程池中添加操作（NSOperation）到队列中。线程池中的线程可看作消费者，从队列中取走操作，并执行它。
通过下面的代码设置：

[queue setMaxConcurrentOperationCount:5];

线程池中的线程数，也就是并发操作数。默认情况下是-1，-1表示没有限制，这样会同时运行队列中的全部的操作。

3.GCD

GCD的工作原理是：让程序平行排队的特定任务，根据可用的处理资源，安排他们在任何可用的处理器核心上执行任务。
一个任务可以是一个函数(function)或者是一个block。 GCD的底层依然是用线程实现，不过这样可以让程序员不用关注实现的细节。

(1).队列

GCD 是异步任务的技术之一，开发者可以用它将自定义的任务（task）追加到适当的派发队列（dispatch queue），就能生成必要的线程并执行任务。
在 GCD 中有三种队列：主队列（main queue）、全局队列（global queue）、用户队列（user-created queue）。
*全局队列是并发队列，即队列中的任务（task）执行顺序和进入队列的顺序无关；
主队列是串行队列，队列中的任务按FIFO（first input first output，先进先出）的顺序执行。
用户队列是用户自己创建的队列，可创建串行的也可以创建并行的
*

队列创建
全局队列（global queue）：

// 获取默认优先级的全局并发dispatch queue  
dispatch_queue_t  queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

第一个参数用于指定优先级，分别使用DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH和DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW两个常量来获取高和低优先级的两个queue；第二个参数目前未使用到，默认0即可

主队列（main queue）:

dispatch_queue_t  queue =dispatch_get_main_queue();//获取主线程队列

用户队列（user-created queue）:

dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("cn.itcast.queue", NULL); //串行队列

dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("cn.itcast.queue",  DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); //并行队列

(2).派发

a.同步派发dispatch_sync
使用例子：

dispatch_sync(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{  
    // 耗时的操作  
});

同步派发，执行时，会阻塞调用它的线程，然后执行block的内容，执行完成才能继续往下执行。
注意：不用在主线程中，将任务同步派发到主线程队列，会造成死锁。

b.异步派发dispatch_async
使用例子：

dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{  
        // 更新界面  
});

异步派发，执行时，不会阻塞调用它的线程，直接执行block内容。

c.其他
dispatch_group_async：可以实现监听一组任务是否完成，完成后得到通知执行其他的操作。这个方法很有用，比如你执行三个下载任务，当三个任务都下载完成后你才通知界面说完成的了。
例子：

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);  
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();  
dispatch_group_async(group, queue, ^{  
    [NSThread sleepForTimeInterval:1];  
    NSLog(@"group1");  
});  
dispatch_group_async(group, queue, ^{  
    [NSThread sleepForTimeInterval:2];  
    NSLog(@"group2");  
});  
dispatch_group_async(group, queue, ^{  
    [NSThread sleepForTimeInterval:3];  
    NSLog(@"group3");  
});  
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{  
    NSLog(@"updateUi");  
});  
dispatch_release(group);

dispatch_barrier_async：是在前面的任务执行结束后它才执行，而且它后面的任务等它执行完成之后才会执行。

void dispatch_barrier_async( dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

其中，queue必须是用户通过dispatch_queue_create创建的并行队列。如：dispatch_queue_create("myqueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

（3）总结：

在使用GCD中，派发方式决定了改任务执行时，是否会阻塞调用线程。而执行的队列决定了该任务是串行执行还是并发执行。