iOS中实现多线程的技术方案
pthread 实现多线程操作
代码实现：
代码语言：javascript复制void * run(void *param)
{
for (NSInteger i = 0; i < 1000; i ) {
NSLog(@"---buttonclick---%zd---%@", i, [NSThread currentThread]);
}
return NULL;
}
@implementation ViewController
- (IBAction)clickButton:(id)sender {
// 定义一个线程
pthread_t thread;
// 创建一个线程 (参1)pthread_t *restrict:创建线程的指针，(参2)const pthread_attr_t *restrict:线程属性 (参3)void *(*)(void *):线程执行的函数的指针，(参4)void *restrict:null
pthread_create(&thread, NULL, run, NULL);
// 何时回收线程不需要你考虑
pthread_t thread2;
pthread_create(&thread2, NULL, run, NULL);
}NSThread实现多线程
一个 NSThread 对象就代表一条线程
创建线程的多种方式
- 第一种方式：先创建再启动线程 // 创建线程 NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:@"jack"]; // 线程启动了，事情做完了才会死， 一个NSThread对象就代表一条线程 [thread start];
- 第二种：直接创建并启动线程 // 直接创建并启动线程 [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run:) toTarget:self withObject:@"jack"];
- 第三种： // 直接创建并启动线程 [self performSelectorInBackground:@selector(run:) withObject:@"jack"]; // 使线程进入阻塞状态 [NSThread sleepForTimeInterval:2.0]; #pragma mark - 执行run方法 - (void)run:(NSString *)param { // 当前线程是否是主线程 for (NSInteger i = 0; i < 100; i ) { NSLog(@"---%@---%zd---%d", [NSThread currentThread], i, [NSThread isMainThread]); } }
- 方法2和方法3的优点:快捷 方法1的优点:可以轻松拿到线程
线程间通信
- 线程间通信的体现
1个线程传递数据给另1个线程
在1个线程中执行完特定任务后，转到另1个线程继续执行任务
线程间通信的常用方法：小程序图片下载
代码语言：javascript复制- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
// 获取图片的url
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://7xjanq.com1.z0.glb.clouddn.com/6478.jpg"];
// 另开1条线程 object用于数据的传递
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(downLoadWithURL:) object:url];
// 由于下面下载图片的耗时太长，应领开启线程来完成
[thread start];
}
// 下载图片
- (void)downLoadWithURL:(NSURL *)url
{
NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
// 下载图片
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
// 生成图片
UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
// 返回主线程显示图片
[self.imageView performSelectorOnMainThread:@selector(setImage:) withObject:image waitUntilDone:YES];
}以上两种方式使用线程已经过时了，开发中我们操作线程大多都使用 GCD 和 NSOperation 来实现多线程操作。
下面我就给大家系统的介绍一下 GCD 是如何实现多线程的
GCD 实现多线程
GCD 简介
GCD 全称是Grand Central Dispatch，可译为“超级厉害的中枢调度器”，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）来开启线程执行任务，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），不需要我们程序员手动管理内存。
任务和队列
任务：在同步函数和异步函数中执行
队列：用来存放任务（并发 串行）
GCD会自动将队列中的任务取出，放到对应的线程，任务的取出遵循FIFO，即先入先出队列，First Input First Output 的缩写。先进入的任务先完成并结束，再执行后面的任务。
同步函数和异步函数，并发队列和串行队列
- 用同步的方式执行任务：在当前线程中可立即执行任务，不具备开启线程的能力
- 用异步的方式执行任务：在当前线程结束时执行任务，具备开启新的线程的能力
- 并发队列：允许多个任务同时执行
- 串行队列：一个任务执行完毕后，再执行下一个任务
创建并发/串行队列代码：
代码语言：javascript复制// 创建并发队列
// 参1:const char *label 队列名称
// 参2:dispatch_queue_attr_t attr 队列类型
dispatch_queue_t queueConcurrent = dispatch_queue_create("520it.com", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
// 创建串行队列 serial 串行 concurrent并发
dispatch_queue_t queueSerial = dispatch_queue_create("520it.com", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
// 获取全局队列 全局队列是并发队列
// 参1:队列的优先级
// 参2:0(以后可能用到的参数)
dispatch_queue_t queueGlobal = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
// 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
// 获取主队列 在主队列中的任务都会在主线程中执行。
dispatch_queue_t queueMain = dispatch_get_main_queue();同步/异步函数代码表示：
代码语言：javascript复制// GCD同步函数串行队列(立即执行，当前线程)
// 参1: dispatch_queue_t queue 队列
// 参2: 任务
dispatch_sync(queueSerial, ^{
for (NSInteger i = 0; i < 10; i ) {
NSLog(@"~~~%@", [NSThread currentThread]);
}
});
// 同步函数并行队列(立即执行，当前线程)
dispatch_sync(queueConcurrent, ^{
for (NSInteger i = 0; i < 10; i ) {
NSLog(@"~~~%@", [NSThread currentThread]);
}
});
// 异步函数串行队列 (另开线程，多个任务按顺序执行)
dispatch_async(queueSerial, ^{
dispatch_async(queueSerial, ^{
for (NSInteger i = 0; i < 10; i ) {
NSLog(@"~~~%@", [NSThread currentThread]);
}
});
dispatch_async(queueSerial, ^{
for (NSInteger i = 0; i < 10; i ) {
NSLog(@"~~~%@", [NSThread currentThread]);
}
});
dispatch_async(queueSerial, ^{
for (NSInteger i = 0; i < 10; i ) {
NSLog(@"~~~%@", [NSThread currentThread]);
}
});
});
// 异步函数并行队列 (另开线程，多个任务一起执行)
dispatch_async(queueConcurrent, ^{
dispatch_async(queueSerial, ^{
for (NSInteger i = 0; i < 10; i ) {
NSLog(@"~~~%@", [NSThread currentThread]);
}
});
dispatch_async(queueSerial, ^{
for (NSInteger i = 0; i < 10; i ) {
NSLog(@"~~~%@", [NSThread currentThread]);
}
});
dispatch_async(queueSerial, ^{
for (NSInteger i = 0; i < 10; i ) {
NSLog(@"~~~%@", [NSThread currentThread]);
}
});
});
// 主队列:(任何一个任务只要在主队列中，都会加入到主线程的队列中执行)注意:使用sync函数(同步函数)往当前串行队列中添加任务，会卡住当前的串行队列
解释：使用同步函数添加任务 A 到串行队列，说明要在当前串行队列立即执行任务 A ，任务 A 执行完后，才会执行任务 A 后面的代码。但当前队列是串行队列，也就是说任务 A 必须等到当前串行队列中正在执行的任务 B 完成之后才能执行，因此又必须先执行任务 A 中立即执行任务，又要必须等到任务 B 执行完以后才能执行下一个任务，所以就会卡死。你等我，我等你，谁也无法执行。
GCD实现线程通信
小项目：下载图片
代码如下：
代码语言：javascript复制// 获取图片的url
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://7xjanq.com1.z0.glb.clouddn.com/6478.jpg"];
// 开启线程下载图片
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("111", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(queue, ^{
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
// 下载完成后返回主线程显示图片
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
self.imageView.image = image;
});
});GCD其他常用函数
dispatch_barrier 栅栏
代码语言：javascript复制// 1.barrier : 在barrier前面的先执行，然后再执行barrier，然后再执行barrier后面的 barrier的queue不能是全局的并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("11", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(queue, ^{
for (int i = 0; i < 100; i ) {
NSLog(@"%@--1", [NSThread currentThread]);
}
});
dispatch_async(queue, ^{
for (int i = 0; i < 100; i ) {
NSLog(@"%@--2", [NSThread currentThread]);
}
});
dispatch_barrier_async(queue, ^{
for (int i = 0; i < 100; i ) {
NSLog(@"%@--3", [NSThread currentThread]);
}
});
dispatch_async(queue, ^{
for (int i = 0; i < 100; i ) {
NSLog(@"%@--4", [NSThread currentThread]);
}
});dispatch_after 延迟执行
代码语言：javascript复制// 延迟执行
// 方法1
[self performSelector:@selector(run:) withObject:@"参数" afterDelay:2.0];
// 方法2
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
for (NSInteger i = 0; i < 100; i ) {
NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
}
});
// 方法3
[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:NO];dispatch_once 整个程序运行中执行一次
代码语言：javascript复制// 整个程序中只执行一次
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
// 一次性代码
});作用：实现某个类的单粒对象
单例模式：在整个应用程序中，共享一份资源（这份资源只需要创建初始化1次）
代码语言：javascript复制static id _person;
(instancetype)sharePerson
{
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
_person = [[super alloc] init];
});
return _person;
}
(instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
_person = [super allocWithZone:zone];
});
return _person;
}
- (id)copy
{
return _person;
}开发中一般自定义成宏，比较方便，一行代码搞定。
dispatch_apply 快速迭代
示例小程序：将一个文件夹中的图片剪切到另一个文件夹
代码语言：javascript复制// 将图片剪切到另一个文件夹里
NSString *from = @"/Users/Ammar/Pictures/壁纸";
NSString *to = @"/Users/Ammar/Pictures/to";
NSFileManager *manager = [NSFileManager defaultManager];
NSArray *subPaths = [manager subpathsAtPath:from];
// 快速迭代
dispatch_apply(subPaths.count, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^(size_t index) {
NSLog(@"%@ - %zd", [NSThread currentThread], index);
NSString *subPath = subPaths[index];
NSString *fromPath = [from stringByAppendingPathComponent:subPath];
NSString *toPath = [to stringByAppendingPathComponent:subPath];
// 剪切
[manager moveItemAtPath:fromPath toPath:toPath error:nil];
NSLog(@"%@---%zd", [NSThread currentThread], index);
});dispatch_group 队列组
示例小程序：需求下载图片1 下载图片2 将图片1和图片2合成新的图片
// 创建队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
代码语言：javascript复制// 创建组
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
// 用组队列下载图片1
dispatch_group_async(group, queue, ^{
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:@"http://7xjanq.com1.z0.glb.clouddn.com/6478.jpg"]];
self.image1 = [UIImage imageWithData:data];
NSLog(@"1%@", [NSThread currentThread]);
});
// 用组队列下载图片2
dispatch_group_async(group, queue, ^{
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:@"http://7xjanq.com1.z0.glb.clouddn.com/6478.jpg"]];
self.image2 = [UIImage imageWithData:data];
NSLog(@"2%@", [NSThread currentThread]);
});
// 将图片1和图片2合成一张图片
dispatch_group_notify(group, queue, ^{
CGFloat imageW = self.imageView.bounds.size.width;
CGFloat imageH = self.imageView.bounds.size.height;
// 开启位图上下文
UIGraphicsBeginImageContext(self.imageView.bounds.size);
// 画图
[self.image1 drawInRect:CGRectMake(0, 0, imageW * 0.5, imageH)];
[self.image2 drawInRect:CGRectMake(imageW * 0.5, 0, imageW * 0.5, imageH)];
// 将图片取出
UIImage *image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
// 关闭图形上下文
UIGraphicsEndImageContext();
// 在主线程上显示图片
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
self.imageView.image = image;
});
NSLog(@"3%@", [NSThread currentThread]);
});GCD定时器
GCD定时器不受Mode影响因此比NSTimer要准确
代码语言：javascript复制static int count = 0;
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
// 这句话的意思现在很好懂了
});
// GCD定时器
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
// 1.创建一个定时器源
// 参1:类型定时器
// 参2:句柄
// 参3:mask传0
// 参4:队列 (注意:dispatch_source_t本质是OC对象，表示源)
self.timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
// 严谨起见，时间间隔需要用单位int64_t，做乘法以后单位就变了
// 下面这句代码表示回调函数时间间隔是多少
int64_t interval = (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC);
// 如何设置开始时间 CGD给我们了一个设置时间的方法
// 参1:dispatch_time_t when 传一个时间， delta是增量
dispatch_time_t start = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3.0 * NSEC_PER_SEC)); // 从现在起3秒后开始
// 2.设置定时器的各种属性
// 参1:timer
// 参2:开始时间
// 参3:时间间隔
// 参4:传0 不需要 DISPATCH_TIME_NOW 表示现在 GCD 时间用 NS 表示
dispatch_source_set_timer(self.timer, start, interval, 0);
// 3.设置回调(即每次间隔要做什么事情)
dispatch_source_set_event_handler(self.timer, ^{
NSLog(@"----------------%@", [NSThread currentThread]);
// 如果希望做5次就停掉
count ;
if (count == 5) {
dispatch_cancel(self.timer);
self.timer = nil;
}
});
// 4.启动定时器 (恢复)
dispatch_resume(self.timer);讲完 GCD 就该讲讲 NSOperation，它是 GCD 的面向对象的封装，使用起来也更方便，
NSOperation实现多线程
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
代码语言：javascript复制NSInvocationOperation
NSBlockOperation
自定义子类继承NSOperation，实现内部相应的方法使用 NSOperation 实现多线程的步骤：
代码语言：javascript复制创建任务 NSOperation 对象
创建 NSOperationQueue 队列
将任务 NSOperation 对象 add 到 NSOperationQueue 队列中去NSInvocationOperation
代码如下：
代码语言：javascript复制NSInvocationOperation *op = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
[op start];注意：默认情况下，调用了start方法后并不会开一条新的线程去执行，而是在当前线程同步执行操作，只有将 NSOperation 放到一个 NSOperationQueue 中，才会异步执行操作
NSBlockOperation
代码语言：javascript复制NSBlockOperation *op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
// 在主线程
NSLog(@"下载1------%@", [NSThread currentThread]);
}];
// 添加额外的任务(在子线程执行)，封装数大于1才会异步执行
[op addExecutionBlock:^{
NSLog(@"下载2------%@", [NSThread currentThread]);
}];自定义Operation：需要实现- (void)main方法，需要做的事情放在mian方法中
NSOperationQueue
使用NSOperationQueue创建队列：主队列和全局队列
代码语言：javascript复制// 创建一个其他队列(包括串行队列和并发队列) 放到这个队列中的NSOperation对象会自动放到子线程中执行
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
// 创建一个主队列，放到这个队列中的NSOperation对象会自动放到子线程中执行
NSOperationQueue *mainQueue = [NSOperationQueue mainQueue];
// 表示并发数量：即同时执行任务的最大数。
queue.maxConcurrentOperationCount = 1;队列的取消、暂停、恢复：
代码语言：javascript复制// NSOpertion的 - cancel 方法也可以停止单个操作
- (void)cancelAllOperations;
// YES代表暂停队列，NO代表恢复队列
- (void)setSuspended:(BOOL)b;添加依赖
代码语言：javascript复制NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
NSBlockOperation *block1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"download1 -------------- %@", [NSThread currentThread]);
}];
NSBlockOperation *block2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"download2 -------------- %@", [NSThread currentThread]);
}];
NSBlockOperation *block3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"download3 -------------- %@", [NSThread currentThread]);
}];
// 添加依赖: block1 和 block2执行完后 再执行 block3 block3依赖于block1和block2
// 给block3添加依赖 让block3在block1和block2之后执行
[block3 addDependency:block1];
[block3 addDependency:block2];
[queue addOperation:block1];
[queue addOperation:block2];
[queue addOperation:block3];注意：不能循环依赖，但可以跨队列依赖，不管NSOperation对象在哪个队列。只要是两个NSOperation对象就可以依赖
线程间通信
示例：下载图片
代码语言：javascript复制// 下载图片 operation实现线程间通信
[[[NSOperationQueue alloc] init] addOperation:[NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
UIImage *image = [UIImage imageWithData:[NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:@"http://7xjanq.com1.z0.glb.clouddn.com/6478.jpg"]]];
// 返回主线程
[[NSOperationQueue mainQueue] addOperation:[NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
self.imageView.image = image;
}]];
}]];示例：下载图片1和图片2 并合成图片
代码语言：javascript复制NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
// 下载图片1
__block UIImage *image1 = nil;
NSBlockOperation *block1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
image1 = [UIImage imageWithData:[NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:@"http://7xjanq.com1.z0.glb.clouddn.com/6478.jpg"]]];
}];
// 下载图片2
__block UIImage *image2 = nil;
NSBlockOperation *block2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
image2 = [UIImage imageWithData:[NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:@"http://7xjanq.com1.z0.glb.clouddn.com/6478.jpg"]]];
}];
CGFloat imageW = self.imageView.bounds.size.width;
CGFloat imageH = self.imageView.bounds.size.height;
// 合成图片
NSBlockOperation *block3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
UIGraphicsBeginImageContext(CGSizeMake(imageW, imageH));
[image1 drawInRect:CGRectMake(0, 0, imageW * 0.5, imageH)];
[image2 drawInRect:CGRectMake(0.5 * imageW, 0, 0.5 * imageW, imageH)];
UIImage *image3 = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
UIGraphicsEndImageContext();
// 切换回主线程显示图片
[[NSOperationQueue mainQueue] addOperation:[NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
self.imageView.image = image3;
}]];
}];
// 设置依赖
[block3 addDependency:block1];
[block3 addDependency:block2];
// 添加任务到队列中
[queue addOperation:block1];
[queue addOperation:block2];
[queue addOperation:block3];应用
应用：SDWebImage 框架的底层主要功能实现就是基于多线程，使用多线程，我们可以实现小图片的多图片下载。这里的逻辑其实是比较复杂的
实现小图片的多图片下载思路：
代码实现见本文代码。
本文代码见：Multithreading
代码语言：javascript复制https://github.com/lizhaoLoveIT/Multithreading
