IOS开发－多线程编程技术（Thread、Cocoa operations、GCD）

前言：在软件开发中，多线程编程技术被广泛应用，相信多线程任务对我们来说已经不再陌生了。有了多线程技术，我们可以同做多个事情，而不是一个一个任务地进行。比如：前端和后台作交互、大任务（需要耗费一定的时间和资源）等等。也就是说，我们可以使用线程把占据时间长的任务放到后台中处理，而不影响到用户的使用。

线程的定义：

每个正在系统上运行的程序都是一个进程。每个进程包含一到多个线程。进程也可能是整个程序或者是部分程序的动态执行。线程是一组指令的集合，或者是程序的特殊段，它可以在程序里独立执行。也可以把它理解为代码运行的上下文。所以线程基本上是轻量级的进程，它负责在单个程序里执行多任务。通常由操作系统负责多个线程的调度和执行。

转自百度百科：多线程

IOS支持的多线程技术：

一、Thread：

1）显式创建线程：NSThreed

2）隐式创建线程：NSObject

二、Cocoa operations：

NSOperation类是一个抽象类，因为我们必须使用它的两个子类。

　　1）NSInvocationOperation

2）NSBlockOperation

————————————————————————————

3）NSOperationQueue（继承于NSObject）

三、Grand Central Dispatch （GCD）：

1）GCD的创建

2）重复执行线程：dispatch_apply

3）操作队列：dispatch_queue_create

4）GCD群组通知：dispatch_group_t

5）GCD实现计时器

一、Thread

我们可以使用NSTherad或NSObject类去调用：

1）显式创建线程：NSThread

创建NSThread有两个办法

1.1）创建之后需要使用start方法，才会执行方法：

NSThread *threadAlloc = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(threadAlloc) object:nil];
[threadAlloc start];

1.2）创建并马上执行方法：

[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(threadAlloc:) toTarget:self withObject:nil];

2）隐式创建线程：NSObject

我们也可以使用NSObject类的方法直接调用方法

[self performSelectorInBackground:@selector(threadAlloc) withObject:nil];

NSThread相关属性及方法：

// 获取/设置线程的名字
@property (copy) NSString *name NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);

/**
 *  获取当前线程的线程对象
 *
 *  通过这个属性可以查看当前线程是第几条线程，主线程为1。
 *  可以看到当前线程的序号及名字，主线程的序号为1，依次叠加。
 */
+ (NSThread *)currentThread;

// 线程休眠（秒）
+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;

// 线程休眠，指定具体什么时间休眠
+ (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;

// 退出线程
// 注意：这里会把线程对象销毁！销毁后就不能再次启动线程，否则程序会崩溃。
+ (void)exit;

二、Cocoa operations

1）NSInvocationOperation

// 创建线程任务
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

// 线程A
NSInvocationOperation *operation = [[NSInvocationOperation alloc]
                                    initWithTarget:self
                                    selector:@selector(operation1)
                                    object:nil];
// 线程B
NSInvocationOperation *operation2 = [[NSInvocationOperation alloc]
                                    initWithTarget:self
                                    selector:@selector(operation2)
                                    object:nil];

// 把线程A/B添加至队列
[queue addOperations:@[operation, operation2] waitUntilFinished:YES];

必须使用addOperations:方法把线程添加至队列，不然线程不会执行。或者，你也可以使用addOperation:方法添加单个线程。

2）NSBlockOperation

举个简单的使用列子介绍，都写了备注，就不再说明了：

// 创建线程任务
NSBlockOperation *blockOperation = [NSBlockOperation
                           blockOperationWithBlock:^{
                               NSLog(@"one - %@", [NSThread currentThread]);
                           }];;
// 添加新的操作
[blockOperation addExecutionBlock:^{
    NSLog(@"two - %@", [NSThread currentThread]);
}];

// 添加新的操作
[blockOperation addExecutionBlock:^{
    NSLog(@"three - %@", [NSThread currentThread]);
}];

// 执行线程任务
[blockOperation start];

3）NSOperationQueue

这里介绍一下NSOperation的依赖关系，依赖关系会影响线程执行的顺序：

// 创建操作队列
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

// 线程A
NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"op1");
    [NSThread sleepForTimeInterval:2];
}];

// 线程B
NSBlockOperation *op2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"op2");
}];

// 线程C
NSBlockOperation *op3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"op3");
    [NSThread sleepForTimeInterval:2];
}];

// 线程B依赖线程C，也就是等线程C执行完之后才会执行线程B
[op2 addDependency:op3];
// 线程C依赖线程A，同上，只不过依赖对象改成了线程A
[op3 addDependency:op1];

// 为队列添加线程
[queue addOperation:op1];
[queue addOperation:op2];
[queue addOperation:op3];

注意：依赖关系可以多重依赖，但不要建立循环依赖。

在NSOperationQueue类中，我们可以使用cancelAllOperations方法取消所有的线程。这里需要说明一下，不是执行cancelAllOperations方法时就会马上取消，是等当前队列执行完，下面的队列不会再执行。

NSOperation方法及属性：

// 设置线程的最大并发数
@property NSInteger maxConcurrentOperationCount;

// 线程完成后调用的Block
@property (copy) void (^completionBlock)(void);

// 取消线程
- (void)cancel;

只列举上面那些，其它的方法就不全列出来了。

三、Grand Central Dispatch （GCD）

1）GCD的创建：

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    NSLog(@"线程 - %@", [NSThread currentThread]);
});

GCD也可以创建同步的线程，只需要把async改成sync即可。

2）重复执行线程：dispatch_apply

以下代码会执行4次：

dispatch_apply(4, DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, ^(size_t index) {
    // index则为执行的次数 0开始递增
    NSLog(@"one - %ld", index);
});

index参数为执行的次数，0开始递增

3）操作队列：dispatch_queue_create

// 创建队列
// 第一个参数是“字符串标识”，第二个参数是可选的，可以是NULL
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.garvey.post", NULL);

// 传入一个队列并执行队列（顺序执行）
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog(@"aaa");
    [NSThread sleepForTimeInterval:2];
});
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog(@"bbb");
    [NSThread sleepForTimeInterval:1];
});
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog(@"ccc");
});

代码效果：以上会先执行aaa－》bbb－》ccc

4）GCD群组通知：dispatch_group_t

GCD的高级用法，等所有线程都完成工作后，再作通知。

// 创建群组
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

// 线程A
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    NSLog(@"group1");
    [NSThread sleepForTimeInterval:2];
});

// 线程B
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    NSLog(@"group2");
});

// 待群组里的线程都完成之后调用的通知
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    NSLog(@"group success");
});

线程A和线程B都执行完之后，会调用通知打印group success。

5）GCD实现计时器

__block int time = 30;
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
dispatch_source_set_timer(timer, DISPATCH_TIME_NOW, 1.0 * NSEC_PER_SEC, 0);
dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{
    time--;
    NSLog(@"%d", time);
    if (time == 0) {
        dispatch_source_cancel(timer);
    }
});
dispatch_resume(timer);

代码效果：创建了一个计时器，计时器运行30秒，每过一秒会调用一次block，我们可以在block里面写代码。因为dispatch_source_t默认是挂起状态，因此我们使用时需要使用dispatch_resume方法先恢复，不然线程不会执行。

GCD方法及属性：

// 获取主线程
dispatch_get_main_queue()

// 创建队列：第一个参数是“字符串标识”，第二个参数是可选的，可以是NULL
dispatch_queue_t dispatch_queue_create(const char *label, dispatch_queue_attr_t attr);

// 创建异步调度队列
void dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

// 恢复队列
void dispatch_resume(dispatch_object_t object);

// 暂停队列
void dispatch_suspend(dispatch_object_t object);

小结：本文主要介绍了IOS三种线程的线程使用方法，三种线程各有好处。苹果是推荐我们使用GCD，因为GCD是这三种里面最轻量级的，也是消耗资源最低的，并且它执行效率比其它两种都高。不过，还是看个人使用及开发需求去定义比较好。

题外话：这篇博文是我注册以来发布最长的一篇技术随笔，也是消耗最多精力的随笔，喜欢的朋友希望能给个赞，谢谢。

本文参考：

iOS多线程开发

GCD的另一个用处是可以让程序在后台较长久的运行。

全面掌握iOS多线程攻略 —— PS：这个攻略较多，但是有很多重复的内容。


博文作者：GarveyCalvin

博文出处：http://www.cnblogs.com/GarveyCalvin/

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时间： 2024-10-07 05:59:55

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