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[操作系统]iOS 多线程之GCD的使用


 在iOS开发中,遇到耗时操作,我们经常用到多线程技术。Grand Central Dispatch (GCD)是Apple开发的一个多核编程的解决方法,只需定义想要执行的任务,然后添加到适当的调度队列(dispatch queue)。GCD会负责创建线程和调度你的任务,系统直接提供线程管理。

一、队列:

基本概念:

1.GCD的一个重要概念是队列,它的核心理念:将长期运行的任务拆分成多个工作单元,并将这些单元添加到dispath queue中,系统会为我们管理这些dispath queue,为我们在多个线程上执行工作单元,我们不需要直接启动和管理后台线程。

2.系统提供了许多预定义的dispath queue,包括可以保证始终在主线程上执行工作的dispath queue。也可以创建自己的dispath queue,而且可以创建任意多个。GCD的dispath queue严格遵循FIFO(先进先出)原则,添加到dispath queue的工作单元将始终按照加入dispath queue的顺序启动。

3.dispatch queue按先进先出的顺序,串行或并发地执行任务

1> serial dispatch queue一次只能执行一个任务, 当前任务完成才开始出列并启动下一个任务

2> concurrent dispatch queue则尽可能多地启动任务并发执行

dispatch queue分成以下三种:

1)运行在主线程的Main queue,通过dispatch_get_main_queue获取。

2)并行队列global dispatch queue,通过dispatch_get_global_queue获取,由系统创建三个不同优先级的dispatch queue。并行队列的执行顺序与其加入队列的顺序相同。

3)串行队列serial queues一般用于按顺序同步访问,可创建任意数量的串行队列,各个串行队列之间是并发的。

当想要任务按照某一个特定的顺序执行时,串行队列是很有用的。串行队列在同一个时间只执行一个任务。我们可以使用串行队列代替锁去保护共享的数据。和锁不同,一个串行队列可以保证任务在一个可预知的顺序下执行。

serial queues通过dispatch_queue_create创建,可以使用函数dispatch_retain和dispatch_release去增加或者减少引用计数。

 

二、GCD的用法:

// 后台执行: dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{   // something }); // 主线程执行: dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{   // something }); // 一次性执行: static dispatch_once_t onceToken; dispatch_once(&onceToken, ^{   // code to be executed once }); // 延迟2秒执行: double delayInSeconds = 2.0; dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, delayInSeconds * NSEC_PER_SEC); dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^(void){   // code to be executed on the main queue after delay }); // 自定义dispatch_queue_t dispatch_queue_t urls_queue = dispatch_queue_create("blog.devtang.com", NULL); dispatch_async(urls_queue, ^{    // your code  }); dispatch_release(urls_queue); // 合并汇总结果 dispatch_group_t group = dispatch_group_create(); dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{   // 并行执行的线程一 }); dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{   // 并行执行的线程二 }); dispatch_group_notify(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{   // 汇总结果 });

三、一个应用GCD的例子:

现在一个耗时操作,从 start working 开始工作,采用多线程,然后把结果显示出来。

声明控件:

@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIButton *startButton;@property (weak, nonatomic) IBOutlet UITextView *resultsTextView;@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIActivityIndicatorView *spinner;

点击startButton,开始执行。

- (IBAction)doWork:(id)sender{    NSDate *startTime = [NSDate date];    self.startButton.enabled = NO;    [self.spinner startAnimating];    //dispatch_get_global_queue(),抓取一个已经存在并始终可用的全局队列,该函数接受两个参数:第一个指定优先级;第二个目前未使用,应该始终为0.  dispatch_queue_t queue =    dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);    //将该队列以及它后面的代码块 一起传递给dispatch_async()函数,GCD然后获取整个程序块,并将它传递给一个后台线程,程序块将在这里一次执行一步。  dispatch_async(queue, ^{    NSString *fetchedData = [self fetchSomethingFromServer];    NSString *processedData = [self processData:fetchedData];    __block NSString *firstResult;    __block NSString *secondResult;        dispatch_group_t group = dispatch_group_create();    //dispatch_group_async()函数异步分派的所有程序块的设置为松散的,以尽可能快地执行。    dispatch_group_async(group, queue, ^{      firstResult = [self calculateFirstResult:processedData];    });    dispatch_group_async(group, queue, ^{      secondResult = [self calculateSecondResult:processedData];    });        dispatch_group_notify(group, queue, ^{      NSString *resultsSummary = [NSString stringWithFormat:                    @"First: [%@]\nSecond: [%@]", firstResult,                    secondResult];            //dispatch_get_main_queue函数返回的队列,该函数总是提供线程上的特定队列,并执行需要使用主线程的程序块      dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{        self.resultsTextView.text = resultsSummary;        self.startButton.enabled = YES;        [self.spinner stopAnimating];              });            NSDate *endTime = [NSDate date];      NSLog(@"Completed in %f seconds",         [endTime timeIntervalSinceDate:startTime]);    });  });}

其他方法:

//模拟从服务器获取数据- (NSString *)fetchSomethingFromServer{  [NSThread sleepForTimeInterval:1];  return @"Hi there";}- (NSString *)processData:(NSString *)data{  [NSThread sleepForTimeInterval:2];  return [data uppercaseString];}- (NSString *)calculateFirstResult:(NSString *)data{  [NSThread sleepForTimeInterval:3];  return [NSString stringWithFormat:@"Number of chars: %lu",      (unsigned long)[data length]];}- (NSString *)calculateSecondResult:(NSString *)data{  [NSThread sleepForTimeInterval:4];  return [data stringByReplacingOccurrencesOfString:@"E"                      withString:@"e"];}

结果显示:

四、GCD的另一个用处是可以让程序在后台较长久的运行。

在没有使用GCD时,当app被按home键退出后,app仅有最多5秒钟的时候做一些保存或清理资源的工作。但是在使用GCD后,app最多有10分钟的时间在后台长久运行。这个时间可以用来做清理本地缓存,发送统计数据等工作。

让程序在后台长久运行的示例代码如下:

// AppDelegate.h文件@property (assign, nonatomic) UIBackgroundTaskIdentifier backgroundUpdateTask;// AppDelegate.m文件- (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application{  [self beingBackgroundUpdateTask];  // 在这里加上你需要长久运行的代码  [self endBackgroundUpdateTask];}- (void)beingBackgroundUpdateTask{  self.backgroundUpdateTask = [[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:^{    [self endBackgroundUpdateTask];  }];}- (void)endBackgroundUpdateTask{  [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask: self.backgroundUpdateTask];  self.backgroundUpdateTask = UIBackgroundTaskInvalid;}