iOS--多线程具体总结(OC&Swift)

整理一下 iOS 开发中几种多线程方案，以及其使用方法和注意事项。当然也会给出几种多线程的案例，在实际使用中感受它们的区别。使用 Swift 和 Objective-C 两种语言讲解

在 iOS 中其实目前有 4 套多线程方案，他们分别是：

1,Pthreads

2,NSThread

3,GCD

4,NSOperation & NSOperationQueue

Pthreads

POSIX线程（POSIX threads），简称Pthreads，是线程的POSIX标准。该标准定义了创建和操纵线程的一整套API。在类Unix操作系统（Unix、Linux、Mac OS X等）中，都使用Pthreads作为操作系统的线程。

简单地说，这是一套在很多操作系统上都通用的多线程API，所以移植性很强，当然在 iOS 中也是可以的。

Objective-C

包含头文件

#import <pthread.h>
然后创建线程，并执行任务

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    pthread_t thread;
    //创建一个线程并自动执行
    pthread_create(&thread, NULL, start, NULL);
}

void *start(void *data) {
    NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);

    return NULL;
}

打印输出：

{number = 2, name = (null)}

看代码就会发现他需要 c语言函数，你需要手动处理线程的各个状态的转换即管理生命周期，这段代码虽然创建了一个线程，但并没有销毁。

NSThread

这套方案是经过苹果封装后的，并且完全面向对象的。所以你可以直接操控线程对象，非常直观和方便。但是，它的生命周期还是需要我们手动管理，所以这套方案也是偶尔用用，比如 [NSThread currentThread]，它可以获取当前线程类，你就可以知道当前线程的各种属性，用于调试十分方便。下面来看看它的一些用法。

创建并启动

先创建线程类，再启动

Objective-C

  // 创建
  NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:nil];

  // 启动
  [thread start];

Swift

  //创建
  let thread = NSThread(target: self, selector: "run:", object: nil)

  //启动
  thread.start()

创建并自动启动

Objective-C

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

Swift

  NSThread.detachNewThreadSelector("run:", toTarget: self, withObject: nil)

使用 NSObject 的方法创建并自动启动

Objective-C

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

Swift

苹果认为 performSelector: 不安全，所以在 Swift 去掉了这个方法。

Note: The performSelector: method and related selector-invoking methods are not imported in Swift because they are inherently unsafe.

其他方法

除了创建启动外，NSThread 还以很多方法，下面我列举一些常见的方法，当然我列举的并不完整，更多方法大家可以去类的定义里去看。

Objective-C

//取消线程

- (void)cancel;

//启动线程

- (void)start;

//判断某个线程的状态的属性

@property (readonly, getter=isExecuting) BOOL executing;
@property (readonly, getter=isFinished) BOOL finished;
@property (readonly, getter=isCancelled) BOOL cancelled;

//设置和获取线程名字

-(void)setName:(NSString *)n;
-(NSString *)name;

//获取当前线程信息

+ (NSThread *)currentThread;

//获取主线程信息

+ (NSThread *)mainThread;

//使当前线程暂停一段时间，或者暂停到某个时刻

+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)time;
+ (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;

Swift

Swift的方法名字和OC的方法名都一样

GCD

Grand Central Dispatch，它是苹果为多核的并行运算提出的解决方案，所以会自动合理地利用更多的CPU内核（比如双核、四核），最重要的是它会自动管理线程的生命周期（创建线程、调度任务、销毁线程），完全不需要我们管理，我们只需要告诉干什么就行。同时它使用的也是 c语言，不过由于使用了 Block（Swift里叫做闭包），使得使用起来更加方便，而且灵活。

任务和队列

在 GCD 中，加入了两个非常重要的概念：任务和队列。

任务：即操作，你想要干什么，说白了就是一段代码，在 GCD 中就是一个 Block，所以添加任务十分方便。任务有两种执行方式：同步执行和异步执行，他们之间的区别是是否会创建新的线程。

同步执行：只要是同步执行的任务，都会在当前线程执行，不会另开线程。

异步执行：只要是异步执行的任务，都会另开线程，在别的线程执行。

这里说的并不准确，同步（sync）和异步（async）的主要区别在于会不会阻塞当前线程，直到 Block 中的任务执行完毕！

如果是同步（sync）操作，它会阻塞当前线程并等待 Block 中的任务执行完毕，然后当前线程才会继续往下运行。

如果是异步（async）操作，当前线程会直接往下执行，它不会阻塞当前线程。

队列：用于存放任务。一共有两种队列，串行队列和并行队列。

串行队列中的任务会根据队列的定义 FIFO 的执行，一个接一个的先进先出的进行执行。

放到串行队列的任务，GCD 会 FIFO（先进先出）地取出来一个，执行一个，然后取下一个，这样一个一个的执行。

并行队列中的任务根据同步或异步有不同的执行方式。

放到并行队列的任务，GCD 也会 FIFO的取出来，但不同的是，它取出来一个就会放到别的线程，然后再取出来一个又放到另一个的线程。这样由于取的动作很快，忽略不计，看起来，所有的任务都是一起执行的。不过需要注意，GCD 会根据系统资源控制并行的数量，所以如果任务很多，它并不会让所有任务同时执行。

虽然很绕，但请看下表：

同步执行异步执行

串行队列当前线程，一个一个执行其他线程，一个一个执行

并行队列当前线程，一个一个执行开很多线程，一起执行

创建队列

主队列：这是一个特殊的串行队列。什么是主队列，大家都知道吧，它用于刷新 UI，任何需要刷新 UI 的工作都要在主队列执行，所以一般耗时的任务都要放到别的线程执行。

//Objective-C

  dispatch_queue_t queue = ispatch_get_main_queue();

//Swift

  let queue = ispatch_get_main_queue()

自己创建的队列：凡是自己创建的队列都是串行队列。其中第一个参数是标识符，用于 DEBUG 的时候标识唯一的队列，可以为空。

。

第二个参数用来表示创建的队列是串行的还是并行的，传入 DISPATCH_QUEUE_SERIAL 或 NULL 表示创建串行队列。传入 DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 表示创建并行队列。

//Objective-C

//串行队列

  dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("tk.bourne.testQueue", NULL);
  dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("tk.bourne.testQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

//并行队列

  dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("tk.bourne.testQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

//Swift

//串行队列

  let queue = dispatch_queue_create("tk.bourne.testQueue", nil);
  let queue = dispatch_queue_create("tk.bourne.testQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL)

//并行队列

  let queue = dispatch_queue_create("tk.bourne.testQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT)

全局并行队列：这应该是唯一一个并行队列，只要是并行任务一般都加入到这个队列。这是系统提供的一个并发队列。

//Objective-C

  dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

//Swift

  let queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)

创建任务

同步任务：不会另开线程 ,会阻塞当前线程 (SYNC)

Objective-C

  dispatch_sync(<#queue#>, ^{
      //code here
      NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
  });

Swift

  dispatch_sync(<#queue#>, { () -> Void in
      //code here
      println(NSThread.currentThread())
  })

异步任务：会另开线程不会阻塞当前线程 (ASYNC)

Objective-C

  dispatch_async(<#queue#>, ^{
      //code here
      NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);

Swift

  dispatch_async(<#queue#>, { () -> Void in
      //code here
      println(NSThread.currentThread())
  })

为了更好的理解同步和异步，和各种队列的使用，下面看两个示例：

示例一：

以下代码在主线程调用，结果是什么？

NSLog("之前 - %@", NSThread.currentThread())
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), { () -> Void in
        NSLog("sync - %@", NSThread.currentThread())
})
NSLog("之后 - %@", NSThread.currentThread())

答案：

只会打印第一句：之前 - {number = 1, name = main} ，然后主线程就卡死了，你可以在界面上放一个按钮，你就会发现点不了了。

解释：

同步任务会阻塞当前线程，然后把 Block 中的任务放到指定的队列中执行，只有等到 Block 中的任务完成后才会让当前线程继续往下运行。

那么这里的步骤就是：打印完第一句后，dispatch_sync 立即阻塞当前的主线程，然后把 Block 中的任务放到 main_queue 中，可是 main_queue 中的任务会被取出来放到主线程中执行，但主线程这个时候已经被阻塞了，所以 Block 中的任务就不能完成，它不完成，dispatch_sync 就会一直阻塞主线程，这就是死锁现象。导致主线程一直卡死。

示例二：

以下代码会产生什么结果？

let queue = dispatch_queue_create("myQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL)

   NSLog("之前 - %@", NSThread.currentThread())

    dispatch_async(queue, { () -> Void in
        NSLog("sync之前 - %@", NSThread.currentThread())
        dispatch_sync(queue, { () -> Void in
             NSLog("sync - %@", NSThread.currentThread())
        })
        NSLog("sync之后 - %@", NSThread.currentThread())
   })

  NSLog("之后 - %@", NSThread.currentThread())

答案：

之前 - {number = 1, name = main}

sync之前 - {number = 2, name = (null)}

之后 - {number = 1, name = main}

很明显 sync - %@ 和 sync之后 - %@ 没有被打印出来！这是为什么呢？我们再来分析一下：

分析：

我们按执行顺序一步步来：

使用 DISPATCH_QUEUE_SERIAL 这个参数，创建了一个串行队列。

打印出之前 - %@ 这句。

dispatch_async 异步执行，所以当前线程不会被阻塞，于是有了两条线程，一条当前线程继续往下打印出之后 - %@这句, 另一台执行 Block 中的内容打印 sync之前 - %@ 这句。因为这两条是并行的，所以打印的先后顺序无所谓。

注意，高潮来了。现在的情况和上一个例子一样了。dispatch_sync同步执行，于是它所在的线程会被阻塞，一直等到 sync 里的任务执行完才会继续往下。于是 sync 就高兴的把自己 Block 中的任务放到 queue 中，可谁想 queue 是一个串行队列，一次执行一个任务，所以 sync 的 Block 必须等到前一个任务执行完毕，可万万没想到的是 queue 正在执行的任务就是被 sync 阻塞了的那个。于是又发生了死锁。所以 sync 所在的线程被卡死了。剩下的两句代码自然不会打印。

队列组

队列组可以将很多队列添加到一个组里，这样做的好处是，当这个组里所有的任务都执行完了，队列组会通过一个方法通知我们。下面是使用方法，这是一个很实用的功能。

Objective-C

//1.创建队列组
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

//2.创建队列

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

//3.多次使用队列组的方法执行任务, 只有异步方法

//3.1.执行3次循环

dispatch_group_async(group, queue, ^{
    for (NSInteger i = 0; i < 3; i++) {
        NSLog(@"group-01 - %@", [NSThread currentThread]);
    }
});

//3.2.主队列执行8次循环

dispatch_group_async(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
    for (NSInteger i = 0; i < 8; i++) {
        NSLog(@"group-02 - %@", [NSThread currentThread]);
    }
});

//3.3.执行5次循环

dispatch_group_async(group, queue, ^{
    for (NSInteger i = 0; i < 5; i++) {
        NSLog(@"group-03 - %@", [NSThread currentThread]);
    }
});

//4.都完成后会自动通知

dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
    NSLog(@"完成 - %@", [NSThread currentThread]);
});

Swift

//1.创建队列组

let group = dispatch_group_create()

//2.创建队列

let queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)

//3.多次使用队列组的方法执行任务, 只有异步方法

//3.1.执行3次循环

dispatch_group_async(group, queue) { () -> Void in
    for _ in 0..<3 {
        NSLog("group-01 - %@", NSThread.currentThread())
    }
}

//3.2.主队列执行8次循环

dispatch_group_async(group, dispatch_get_main_queue()) { () -> Void in
    for _ in 0..<8 {
        NSLog("group-02 - %@", NSThread.currentThread())
    }
}

//3.3.执行5次循环

dispatch_group_async(group, queue) { () -> Void in
    for _ in 0..<5 {
        NSLog("group-03 - %@", NSThread.currentThread())
    }
}

//4.都完成后会自动通知

dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue()) { () -> Void in
    NSLog("完成 - %@", NSThread.currentThread())
}

打印结果

group-03 - {number = 3, name = (null)}