Objective-C多线程之GCD

Grand Central Dispatch(GCD)是异步执行任务的技术之一,一般将应用程序中记述的线程管理用的代码在系统级实现。开发者值需要定义想执行的任务并追加到适当的Dispatch Queue中,GCD就生成必要的线程并计划执行任务。由于线程管理是作为系统的一部分来实现的,因此可以统一管理,也可以执行任务,这样就比以前用线程更有效率。
GCD使用举例

dispatch_async(queue,^{
/*
* 长时间处理任务(如AR图像识别,数据库访问等)
*/
 dispatch_async(dispatch_get_main_queue(),^{
   /*
   * 只在主线程执行的任务,例如界面的更新
  */
});
});

GCD的API


Dispatch Queue

Dispatch Queue的种类 说明
Serial Dispatch Queue 串行线程
Concurrent Dispatch Queue 并行线程

dispatch queue是线程执行处理的等待队列,应用程序通过dispatch_async等API将执行的任务追加到Queue中。


一共存在两种Dispatch Queue 。

Dispatch Queue的种类 说明
Serial Dispatch Queue 串行线程
Concurrent Dispatch Queue 并行线程



当队列为serial类型时,只有一个线程,并且任务按照串行执行。
当队列为concurrent类型时,不止一个线程,任务是并发执行。

获取dispatch queue

使用dispathc_queue_create创建

使用GCD的API生成dispatch queue。

dispatch_queue_t mySerialDispatchQueue = dispatch_queue_create("com.test.MySerialDispatchQueu",NULL);

第一个参数代表线程的名字,第二个参数NULL代表使用serial dispatch queue也就是串行的队列,如果要使用concurrent dispatch queue需要传入DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT

Serial Dispatch Queue生成的数量应该仅限于必须要使用的串行线程数量,例如更行数据库时一个表生成一个。因为每生成一个Serial Dispatch Queue系统就会生成一条线程,造成内存和时间的消耗。
当执行不发生数据竞争的问题的时,用Concurrent Dispatch Queue。不管生成多少个Concurrent Dispatch Queue,系统都能有效管理线程,不会出现Serial Dispatch Queue的问题。

注意:使用dispathc_queue_create创建的线程使用结束后要进行释放

使用dispatch_release释放:即Dispatch Queue 和 Objective-C的引用计数管理内存一样,需要使用dispatch_retaindispatch_release进行内存管理

dispatch_queue_t queue = dispatch_create("com.test.MyConcurrentDispatchQueue",DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(queue,^{NSLog(@"block on queue")});
dispatch_release(queue);

Block也会持有queue所以不用担心在第三行之后,queue对象销毁,只有当Block也执行完了,才会进行回收内存。

使用系统提供的线程队列

不用特意生成线程,系统也会提供几个线程供使用

  • Main Dispatch Queue:主线程,只用一个
  • Global Dispatch Queue:供所有程序使用的concurrent dispatch queue,另外这些线程有四个优先级
名称 种类 说明
Main Dispatch Queue Serial Dispatch Queue 主线程执行
Global Dispatch Queue(High Priority) Concurrent Dispatch queue 优先级最高
Global Dispatch Queue(Default Priority) Concurrent Dispatch queue 默认
Global Dispatch Queue(Low Priority) Concurrent Dispatch queue 优先级低
Global Dispatch Queue(Background Priority) Concurrent Dispatch queue 后台执行
// main dispatch queue 获取
dispatch_queue_t mainDispatchQueue = dispatch_get_main_queue();
// global dispatch queue (High Priority) 获取
dispatch_queue_t globalDispatchQueueHigh = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH,0);

使用系统提供的线程不需要自行进行内存管理。

更改使用dispatch_queue_create生成的queue的优先级

使用dispatch_queue_create生成的queue的优先级和默认的Global Dispatch Queue相同,可以使用dispatch_set_target_queue来改变优先级

Dispatch_after(做定时任务)

比如3秒后处理一个任务

dispatch_time_t time = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW,3ull*NSEC_PER_SEC);
dispatch_after(time,queue,^{
// 任务
});

注意,这里的3秒是3秒后加入任务,不是精确的3秒,任务开始的最短时间在3秒后,最长在3秒加一个时间片。
3ull中的ull代表unsigned long long 无符号长整型。

dispatch_group

  • 创建group
dispatch_group_t dispatch_group_create(void);
  • 给任务设置group
void dispatch_group_async(dispatch_group_t group,dispatch_queue_t queue,dispatch_block_t block);
  • group里的任务全部执行完后执行最后一个任务
dispatch_group_notify(group,dispatch_get_main_queue(),^{NSlog(@"done");});
  • 等待group完成
long dispatch_group_wait(dispatch_group_t group,dispatch_time_t timeout);

dispatch_barrier_async

在访问数据库或者文件的使用,如上所述,可以使用串行队列来避免竞争。
而读取不会发生竞争可以用并行线程。
也就是说,为了高效率地进行访问,读取处理追加到Concurrent Dispatch Queue中,写入处理在任一个读取处理没有执行的状态下,追加到Serial Dispatch Queue中。
这种情况可以使用dispatch_barrier_async来解决读取的问题。

dispatch_sync

dispatch_async是异步执行的。
dispatch_sync是同步执行的。

dispatch_suspend/dispatch_resume

挂起和恢复queue

信号量

  • 创建
dispatch_semaphore_t 
dispatch_semaphore_create(long value);
  • 触发信号量
long dispatch_semaphore_signal(dispatch_samaphore_t dsema);   //成功后 value++
  • 等待信号量
long dispatch_semaphore_wait(dispatch_semaphore_t dsema, dispatch_time_t timeout);  //成功后 value --
信号量value为1的时候 退化为普通的锁
信号量value为0的时候
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