【iOS沉思录】NSThread、GCD、NSOperation多线程编程总结

OC中的多线程

OC中多线程根据封装程度可以分为三个层次：NSThread、GCD和NSOperation，另外由于OC兼容C语言，因此仍然可以使用C语言的POSIX接口来实现多线程，只需引入相应的头文件：#include <pthread.h>。

NSThread

NSThread是封装程度最小最轻量级的，使用更灵活，但要手动管理线程的生命周期、线程同步和线程加锁等，开销较大；

NSThread的基本使用比较简单，可以动态创建初始化NSThread对象，对其进行设置然后启动；也可以通过NSThread的静态方法快速创建并启动新线程；此外NSObject基类对象还提供了隐式快速创建NSThread线程的performSelector系列类别扩展工具方法；NSThread还提供了一些静态工具接口来控制当前线程以及获取当前线程的一些信息。

下面以在一个UIViewController中为例展示NSThread的使用方法：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    /** NSThread静态工具方法 **/
    /* 1 是否开启了多线程 */
    BOOL isMultiThreaded = [NSThread isMultiThreaded];
    /* 2 获取当前线程 */
    NSThread *currentThread = [NSThread currentThread];
    /* 3 获取主线程 */
    NSThread *mainThread = [NSThread mainThread];
    NSLog(@"main thread");
    /* 4 睡眠当前线程 */
    /* 4.1 线程睡眠5s钟 */
    [NSThread sleepForTimeInterval:5];
    /* 4.2 线程睡眠到指定时间，效果同上 */
    [NSThread sleepUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:5]];
    /* 5 退出当前线程，注意不要在主线程调用，防止主线程被kill掉 */
    //[NSThread exit];
    NSLog(@"main thread");

    /** NSThread线程对象基本创建，target为入口函数所在的对象，selector为线程入口函数 **/
    /* 1 线程实例对象创建与设置 */
    NSThread *newThread= [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
    /* 设置线程优先级threadPriority(0~1.0)，即将被抛弃，将使用qualityOfService代替 */
    newThread.threadPriority = 1.0;
    newThread.qualityOfService = NSQualityOfServiceUserInteractive;
    /* 开启线程 */
    [newThread start];
    /* 2 静态方法快速创建并开启新线程 */
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run) toTarget:self withObject:nil];
    [NSThread detachNewThreadWithBlock:^{
        NSLog(@"block run...");
    }];

    /** NSObejct基类隐式创建线程的一些静态工具方法 **/
    /* 1 在当前线程上执行方法，延迟2s */
    [self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:2.0];
    /* 2 在指定线程上执行方法，不等待当前线程 */
    [self performSelector:@selector(run) onThread:newThread withObject:nil waitUntilDone:NO];
    /* 3 后台异步执行函数 */
    [self performSelectorInBackground:@selector(run) withObject:nil];
    /* 4 在主线程上执行函数 */
    [self performSelectorOnMainThread:@selector(run) withObject:nil waitUntilDone:NO];
}

- (void)run {
    NSLog(@"run...");
}

GCD大中央调度

GCD(Grand Central Dispatch)，又叫大中央调度，对线程操作进行了封装，加入了很多新的特性，内部进行了效率优化，提供了简洁的C语言接口，使用更加简单高效，也是苹果推荐的方式。

对于GCD多线程编程的理解需要结合实例和实践去体会、总结，网上有一篇国外的GCD详细教程，结合案例通俗易懂，可以帮助快速掌握，文章地址为:https://www.raywenderlich.com/60749/grand-central-dispatch-in-depth-part-1，另外国内有业界人士对其做了翻译，中文版地址为：https://github.com/nixzhu/dev-blog/blob/master/2014-04-19-grand-central-dispatch-in-depth-part-1.md，教程分两部分，此处给出第一部分地址，第二部分可因此找到。这里对其进行进一步的总结提炼，整理出如下必会内容，帮助快速掌握使用：

  • 同步dispatch_sync与异步dispatch_async任务派发
  • 串行队列与并发队列dispatch_queue_t
  • dispatch_once_t只执行一次
  • dispatch_after延后执行
  • dispatch_group_t组调度

两个关键概念

串行与并发(Serial和Concurrent)：

这个概念在创建操作队列的时候有宏定义参数，用来指定创建的是串行队列还是并行队列。

串行指的是队列内任务一个接一个的执行，任务之间要依次等待不可重合，且添加的任务按照先进先出FIFO的顺序执行，但并不是指这就是单线程，只是同一个串行队列内的任务需要依次等待排队执行避免出现竞态条件，但仍然可以创建多个串行队列并行的执行任务，也就是说，串行队列内是串行的，串行队列之间仍然是可以并行的，同一个串行队列内的任务的执行顺序是确定的(FIFO)，且可以创建任意多个串行队列；

并行指的是同一个队列先后添加的多个任务可以同时并列执行，任务之间不会相互等待，且这些任务的执行顺序执行过程不可预测。

同步和异步任务派发(Synchronous和Asynchronous)：

GCD多线程编程时经常会使用dispatch_async和dispatch_sync函数往指定队列中添加任务块，区别就是同步和异步。同步指的是阻塞当前线程，要等添加的耗时任务块block完成后，函数才能返回，后面的代码才可以继续执行。如果在主线上，则会发生阻塞，用户会感觉应用不响应，这是要避免的。而有时需要使用同步任务的原因是想保证先后添加的任务要按照编写的逻辑顺序依次执行；异步指的是将任务添加到队列后函数立刻返回，后面的代码不用等待添加的任务完成返回即可继续执行。

dispatch_sync与dispatch_async

通过下面的代码比较异步和同步任务的区别：

/* 1. 提交异步任务 */
NSLog(@"开始提交异步任务:");
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    /* 耗时任务... */
    [NSThread sleepForTimeInterval:10];
});
NSLog(@"异步任务提交成功！");

/* 2. 提交同步任务 */
NSLog(@"开始提交同步任务:");
dispatch_sync(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    /* 耗时任务... */
    [NSThread sleepForTimeInterval:10];
});
NSLog(@"同步任务提交成功！");

打印结果：

2017-02-28 16:01:44.643 SingleView[19100:708069] 开始提交异步任务:
2017-02-28 16:01:44.643 SingleView[19100:708069] 异步任务提交成功！
2017-02-28 16:01:44.644 SingleView[19100:708069] 开始提交同步任务:
2017-02-28 16:01:54.715 SingleView[19100:708069] 同步任务提交成功！

通过打印结果的时间可以看出，异步任务提交后立即就执行下一步打印提交成功了，不会阻碍当前线程，提交的任务会在后台去执行；而提交同步任务要等到提交的后台任务结束后才可以继续执行当前线程的下一步。此处在主线程上添加的同步任务就会阻塞主线程，导致后面界面的显示要延迟，影响用户体验。

dispatch_queue_t

操作队列主要有两种，并发队列和串行队列，它们的区别上面已经提到，具体创建的方法很简单，要提供两个参数，一个是标记该自定义队列的唯一字符串，另一个是指定串行队列还是并发队列的宏参数：

/* 创建一个并发队列 */
dispatch_queue_t concurrent_queue = dispatch_queue_create("demo.gcd.concurrent_queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
/* 创建一个串行队列 */
dispatch_queue_t serial_queue = dispatch_queue_create("demo.gcd.serial_queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

另外GCD还提供了几个常用的全局队列以及主队列，获取方法如下：

// 获取主队列（在主线程上执行）
dispatch_queue_t main_queue = dispatch_get_main_queue();
// 获取不同优先级的全局队列(优先级从高到低)
dispatch_queue_t queue_high = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0);
dispatch_queue_t queue_default = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_queue_t queue_low = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW, 0);
dispatch_queue_t queue_background = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND, 0);

dispatch_once_t

这个函数控制指定代码只会被执行一次，常用来实现单例模式，这里以单例模式实现的模板代码为例展示dispatch_once_t的用法，其中的实例化语句只会被执行一次：

+ (instancetype *)sharedInstance {
    static dispatch_once_t once = 0;
    static id sharedInstance = nil;
    dispatch_once(&once, ^{
        // 只实例化一次
        sharedInstance = [[self alloc] init];
    });
    return sharedInstance;
}

dispatch_after

通过该函数可以让要提交的任务在从提交开始后的指定时间后执行，也就是定时延迟执行提交的任务，使用方法很简单：

    // 定义延迟时间:3s
    dispatch_time_t delay = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3.0 * NSEC_PER_SEC));
    dispatch_after(delay, dispatch_get_main_queue(), ^{
        // 要执行的任务...
    });

dispatch_group_t

组调度可以实现等待一组操作都完成后执行后续操作，典型的例子是大图片的下载，例如可以将大图片分成几块同时下载，等各部分都下载完后再后续将图片拼接起来，提高下载的效率。使用方法如下：

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, queue, ^{ /*操作1 */ });
dispatch_group_async(group, queue, ^{ /*操作2 */ });
dispatch_group_async(group, queue, ^{ /*操作3 */ });
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        // 后续操作...
});

同步代码到主线程

对于UI的更新代码，必须要在主线程上执行才会及时有效，当当前代码不在主线程时，需要将UI更新的部分代码单独同步到主线程，同步的方法有三种，可以使用NSThread类的performSelectorOnMainThread方法或者NSOperationQueue类的mainQueue主队列来进行同步，但推荐直接使用GCD方法：

dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        // UI更新代码...
    });

NSOperation

NSOperation是基于GCD的一个抽象基类，将线程封装成要执行的操作，不需要管理线程的生命周期和同步，但比GCD可控性更强，例如可以加入操作依赖（addDependency）、设置操作队列最大可并发执行的操作个数（setMaxConcurrentOperationCount）、取消操作（cancel）等。NSOperation作为抽象基类不具备封装我们的操作的功能，需要使用两个它的实体子类：NSBlockOperation和NSInvocationOperation，或者继承NSOperation自定义子类。

NSBlockOperation和NSInvocationOperation用法的主要区别是：前者执行指定的方法，后者执行代码块，相对来说后者更加灵活易用。NSOperation操作配置完成后便可调用start函数在当前线程执行，如果要异步执行避免阻塞当前线程则可以加入NSOperationQueue中异步执行。他们的简单用法如下：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    /* NSInvocationOperation初始化 */
    NSInvocationOperation *invoOpertion = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
    [invoOpertion start];

    /* NSBlockOperation初始化 */
    NSBlockOperation *blkOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"NSBlockOperation");
    }];
    [blkOperation start];
}

- (void)run {
    NSLog(@"NSInvocationOperation");
}

另外NSBlockOperation可以后续继续添加block执行块，操作启动后会在不同线程并发的执行这些执行快：

/* NSBlockOperation初始化 */
NSBlockOperation *blkOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"NSBlockOperationA");
}];
[blkOperation addExecutionBlock:^{
    NSLog(@"NSBlockOperationB");
}];
[blkOperation addExecutionBlock:^{
    NSLog(@"NSBlockOperationC");
}];
[blkOperation start];
2017-04-04 11:27:02.805 SingleView[12008:3666657] NSBlockOperationB
2017-04-04 11:27:02.805 SingleView[12008:3666742] NSBlockOperationC
2017-04-04 11:27:02.805 SingleView[12008:3666745] NSBlockOperationA

另外说了NSOperation的可控性比GCD要强，其中一个非常重要的特性是可以设置各操作之间的依赖，即强行规定操作A要在操作B完成之后才能开始执行，成为操作A依赖于操作B：

/* 获取主队列(主线程) */
NSOperationQueue *queue = [NSOperationQueue mainQueue];
/* 创建a、b、c操作 */
NSOperation *c = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"OperationC");
}];
NSOperation *a = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"OperationA");
}];
NSOperation *b = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"OperationB");
}];
/* 添加操作依赖，c依赖于a和b，这样c一定会在a和b完成后才执行，即顺序为：A、B、C */
[c addDependency:a];
[c addDependency:b];
/* 添加操作a、b、c到操作队列queue(特意将c在a和b之前添加) */
[queue addOperation:c];
[queue addOperation:a];
[queue addOperation:b];

NSBlockOperation和NSInvocationOperation可以满足多数情况下的编程需求，如果需求特殊则需要继承NSOperation类自定义子类来更加灵活的实现。

常见面试题


问题：什么是线程？它与进程有什么区别？为什么要使用多线程？

线程是指程序在执行过程中，能够执行程序代码的一个执行单元。线程主要有四种状态：运行、就绪、挂起、结束。

进程是指一段正在执行的程序。而线程有时候也被称为轻量级进程，是程序执行的最小单元，一个进程可以拥有多个线程，各个线程之间共享程序的内存空间（代码段、数据段和堆空间）及一些进程级的资源（例如打开的文件），但是各个线程拥有自己的栈空间，进程与线程的关系如下图所示：

在操作系统级别上，程序的执行都是以进程为单位的，而每个进程中通常都会有多个线程互不影响地并发执行，那么为什么要使用多线程呢？其实，多线程的使用为程序研发带来了巨大的便利，具体而言，有以下几个方面的内容：

  1. 使用多线程可以减少程序的响应时间。在单线程（单线程指的是程序执行过程中只有一个有效操作的序列，不同操作之间都有明确的执行先后顺序）的情况下，如果某个操作很耗时，或者陷入长时间的等待（如等待网络响应），此时程序将不会响应鼠标和键盘等操作，使用多线程后，可以把这个耗时的线程分配到一个单独的线程去执行，使得程序具备了更好的交互性。
  2. 与进程相比，线程的创建和切换开销更小。由于启动一个新的线程必须给这个线程分配独立的地址空间，建立许多数据结构来维护线程代码段、数据段等信息，而运行于同一进程内的线程共享代码段、数据段，线程的启动或切换的开销比进程要少很多。同时多线程在数据共享方面效率非常高。
  3. 多CPU或多核计算机本身就具有执行多线程的能力，如果使用单个线程，将无法重复利用计算机资源，造成资源的巨大浪费。因此在多CPU计算机上使用多线程能提高CPU的利用率。
  4. 使用多线程能简化程序的结构，使程序便于理解和维护。一个非常复杂的进程可以分成多个线程来执行。

问题： 列举Cocoa中常见的几种多线程的实现，并谈谈多线程安全的几种解决办法，一般什么地方会用到多线程?

问的是三个层次的多线程编程实现；线程锁的使用；

  • 只在主线程刷新访问UI
  • 如果要防止资源抢夺，得用synchronized进行加锁保护
  • 如果异步操作要保证线程安全等问题, 尽量使用GCD(有些函数默认 就是安全的)

问题： 在iphone上有两件事情要做,请问是在一个线程里按顺序做效率高还是两个线程里做效率高？为什么？

这里的效率高指的是时间上效率高，也就是希望在最短的时间内完成所有任务，两件事情按顺序做意味着串行执行，第二件事情要等待第一件事情结束后才可开始，效率相对很低。但如果利用两个线程让两件事情能够并发执行，则时间上效率会大大提高。


问题： 对比在OS X和iOS中实现并发性的不同方法。

在iOS中有三种方法可以实现并发性：threads、dispatch queues和operation queues。

threads的缺点是开发者要自己创建合适的并发解决方案，要决定创建多少线程并且要根据情况动态调整线程的数量。并且应用还要为创建和维护线程承担主要代价， 因此OS X和IOS系统并不是依靠线程来解决并发问题的，而是采用了异步设计的途径。

其中一个开启异步任务的技术是GCD（Grand Central Dispatch），让系统层次来对线程进行管理。开发者要做的就是定义要执行的任务并将之添加到合适的dispatch分派队列。GCD会负责创建需要的线程并安排任务在这些线程上运行。所有的dispatch队列都是先进先出（FIFO）队列结构，所以任务的执行顺序是和添加顺序是一致的。

operation queues和并发dispatch队列一样都是通过Cocoa框架的NSOperationQueue类实现的，不过它并不一定是按照先进先出的顺序执行任务的，而是支持创建更复杂的执行顺序图来管理任务的执行顺序。


问题： 用户下载一个图片，图片很大，需要分成很多份进行下载，使用GCD应该如何实现？使用什么队列？

使用Dispatch Group追加block到Global Group Queue，这些block如果全部执行完毕，就会执行Main Dispatch Queue中的结束处理的block。

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, queue, ^{ /*加载图片1 */ });
dispatch_group_async(group, queue, ^{ /*加载图片2 */ });
dispatch_group_async(group, queue, ^{ /*加载图片3 */ });
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        // 合并图片
});

问题：Dispatch_barrier_(a)sync的作用?

通过Dispatch_barrier_async添加的操作会暂时阻塞当前队列，即等待前面的并发操作都完成后执行该阻塞操作，待其完成后后面的并发操作才可继续。可以将其比喻为一座霸道的独木桥，是并发队列中的一个并发障碍点，临时阻塞并独占。

可见使用Dispatch_barrier_async可以实现类似dispatch_group_t组调度的效果,同时主要的作用是避免数据竞争，高效访问数据。

/* 创建并发队列 */
dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("test.concurrent.queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
/* 添加两个并发操作A和B，即A和B会并发执行 */
dispatch_async(concurrentQueue, ^(){
    NSLog(@"OperationA");
});
dispatch_async(concurrentQueue, ^(){
    NSLog(@"OperationB");
});
/* 添加barrier障碍操作，会等待前面的并发操作结束，并暂时阻塞后面的并发操作直到其完成 */
dispatch_barrier_async(concurrentQueue, ^(){
    NSLog(@"OperationBarrier!");
});
/* 继续添加并发操作C和D，要等待barrier障碍操作结束才能开始 */
dispatch_async(concurrentQueue, ^(){
    NSLog(@"OperationC");
});
dispatch_async(concurrentQueue, ^(){
    NSLog(@"OperationD");
});
2017-04-04 12:25:02.344 SingleView[12818:3694480] OperationB
2017-04-04 12:25:02.344 SingleView[12818:3694482] OperationA
2017-04-04 12:25:02.345 SingleView[12818:3694482] OperationBarrier!
2017-04-04 12:25:02.345 SingleView[12818:3694482] OperationD
2017-04-04 12:25:02.345 SingleView[12818:3694480] OperationC

问题： 用过NSOperationQueue吗?如果用过或者了解的话，为什么要使用 NSOperationQueue？实现了什么?简述它和GCD的区别和类似的地方(提示:可以从两者的实现机制和适用范围来述)。

使用NSOperationQueue用来管理子类化的NSOperation对象，控制其线程并发数目。GCD和NSOperation都可以实现对线程的管理，区别是NSOperation和NSOperationQueue是多线程的面向对象抽象。项目中使用NSOperation的优点是 NSOperation是对线程的高度抽象，在项目中使用它，会使项目的程序结构更好，子类化 NSOperation的设计思路，是具有面向对象的优点(复用、封装)，使得实现是多线程支持，而接口简单，建议在复杂项目中使用。项目中使用GCD的优点是GCD本身非常简单、易用，对于不复杂的多线程操作，会节省代码量，而Block参数的使用，会使代码更为易读，建议在简单项目中使用。

  • GCD是纯C语言的API，NSOperationQueue是基于GCD的OC版本封装
  • GCD只支持FIFO的队列，NSOperationQueue可以很方便地调整执行顺 序、设置最大并发数量
  • NSOperationQueue可以在轻松在Operation间设置依赖关系，而GCD 需要写很多的代码才能实现
  • NSOperationQueue支持KVO，可以监测operation是否正在执行 (isExecuted)、是否结束(isFinished)，是否取消(isCanceld) 5> GCD的执行速度比NSOperationQueue快 任务之间不太互相依赖:GCD 任务之间有依赖\或者要监听任务的执行情况:NSOperationQueue

问题： 在使用GCD以及block时要注意些什么?它们两是一回事儿么?block在ARC中和传统的MRC中的行为和用法有没有什么区别，需要注意些什么?

使用block是要注意，若将block做函数参数时，需要把它放到最后，GCD是Grand Central Dispatch，是一个对线程开源类库，而Block是闭包，是能够读取其他函数内部变量的函数。


问题： 在项目什么时候选择使用GCD，什么时候选择 NSOperation?

项目中使用NSOperation的优点是NSOperation是对线程的高度抽象，在项目中使用它，会使项目的程序结构更好，子类化NSOperation的设计思路，是具有面向对象的优点(复用、封装)，使得实现多线程支持，而接口简单，建议在复杂项目中使用。

项目中使用GCD的优点是GCD本身非常简单、易用，对于不复杂的多线程操作，会节省代码量，而Block参数的使用，会是代码更为易读，建议在简单项目中使用。


问题：对于a,b,c三个线程，如何使用用NSOpertion和NSOpertionQueue实现执行完a,b后再执行c?

可以通过NSOpertion的依赖特性实现该需求，即让c依赖于a和b，这样只有a和b都执行完后，c才可以开始执行：

/* 获取主队列(主线程) */
NSOperationQueue *queue = [NSOperationQueue mainQueue];
/* 创建a、b、c操作 */
NSOperation *c = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"Operation C Start!");
    // ... ...
}];
NSOperation *a = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"Operation A Start!");
    [NSThread sleepForTimeInterval:3.0];
    NSLog(@"Operation A Done!");
}];
NSOperation *b = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"Operation B Start!");
    [NSThread sleepForTimeInterval:3.0];
    NSLog(@"Operation B Done!");
}];
/* 添加操作依赖，c依赖于a和b */
[c addDependency:a];
[c addDependency:b];
/* 添加操作a、b、c到操作队列queue(特意将c在a和b之前添加) */
[queue addOperation:c];
[queue addOperation:a];
[queue addOperation:b];

打印结果:

2017-03-18 13:51:37.770 SingleView[15073:531745] Operation A Start!
2017-03-18 13:51:40.772 SingleView[15073:531745] Operation A Done!
2017-03-18 13:51:40.775 SingleView[15073:531745] Operation B Start!
2017-03-18 13:51:43.799 SingleView[15073:531745] Operation B Done!
2017-03-18 13:51:43.800 SingleView[15073:531745] Operation C Start!

**问题:**GCD内部是怎么实现的?

  • iOS和OS X的核心是XNU内核，GCD是基于XNU内核实现的
  • GCD的API全部在libdispatch库中
  • GCD的底层实现主要有Dispatch Queue和Dispatch Source
  • Dispatch Queue :管理block(操作)
  • Dispatch Source :处理事件

问题:既然提到GCD，那么问一下在使用GCD以及 block 时要注意些什么?它们两是一回事儿么? block 在 ARC 中和传统的 MRC 中的行为和用法有 没有什么区别，需要注意些什么?

Block的使用注意:

  1. block的内存管理

    • 防止循环retian
    • 非ARC(MRC):__block
    • ARC:__weak__unsafe_unretained

问题：下面代码有什么问题？

int main(int argc, const char * argv[]) {
    NSLog(@"1");
    dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"2");
    });
    NSLog(@"3");
    return 0;
}

main函数中第二句代码在主线程上使用了dispatch_sync同步向主线程派发任务，而同步派发要等到任务完成后才能返回，阻塞当前线程。也就是说执行到此处，主线程被阻塞，同时又要等主线程执行完成该任务，造成主线程自身的等待循环，也就是死锁。程序运行到此处会崩溃。将dispatch_sync改为dispatch_async异步派发任务即可避免死锁，或者将任务派发到其他队列上而不是主队列。


问题： 简单介绍下NSURLConnection类，以及+sendSynchronousRequest:returningResponse:error:与– initWithRequest:delegate:两个方法的区别?

NSURLConnection主要用于网络链接请求，提供了异步和同步两种请求方式，异步请求会新创建一个线程单独用于之后的下载，不会阻塞当前调用的线程；同步请求会阻塞当前调用线程，等待它下载结束，如果在主线程上进行同步请求则会阻塞主线程，造成界面卡顿。

+sendSynchronousRequest:returningResponse:error:是同步请求数据，会阻塞当前的线程，直到request返回response；

–initWithRequest:delegate:是异步请求数据，不会足阻塞当前线程，当数据请求结束后会通过代理回到主线程，并通知它委托的对象。


问题：

UIKit类要在哪一个应用线程上使用？

UIKit的界面类只能在主线程上使用，对界面进行更新，多线程环境中要对界面进行更新必须要切换到主线程上。


问题： 以下代码有什么问题？如何修复？

@interface TTWaitController : UIViewController

@property (strong, nonatomic) UILabel *alert;

@end

@implementation TTWaitController

- (void)viewDidLoad
{
    CGRect frame = CGRectMake(20, 200, 200, 20);
    self.alert = [[UILabel alloc] initWithFrame:frame];
    self.alert.text = @"Please wait 10 seconds...";
    self.alert.textColor = [UIColor whiteColor];
    [self.view addSubview:self.alert];

    NSOperationQueue *waitQueue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    [waitQueue addOperationWithBlock:^{
        [NSThread sleepUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:10]];
        self.alert.text = @"Thanks!";
    }];
}

@end

@implementation TTAppDelegate

- (BOOL)application:(UIApplication *)application
  didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions
{
    self.window = [[UIWindow alloc] initWithFrame:[[UIScreen mainScreen] bounds]];
    self.window.rootViewController = [[TTWaitController alloc] init];
    [self.window makeKeyAndVisible];
    return YES;
}

这段代码是想提醒用户等待10s，10s后在标签上显示“Thanks”，但多线程代码部分NSOperationQueue的addOperationWithBlock函数不能保证block里面的语句是在主线程中运行的，UILabel显示文字属于UI更新，必须要在主线程进行，否则会有未知的操作，无法在界面上及时正常显示。

解决方法是将UI更新的代码写在主线程上即可，代码同步到主线程上主要有三种方法：NSThread、NSOperationQueue和GCD，三个层次的多线程都可以获取主线程并同步。

NSThread级主线程同步：

NSOperationQueue *waitQueue = [[NSOperationQueue alloc] init];
[waitQueue addOperationWithBlock:^{
    [NSThread sleepUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:10]];
    // 同步到主线程
    [self performSelectorOnMainThread:@selector(updateUI) withObject:nil waitUntilDone:NO];
}];

/**
 * UI更新函数
 */
- (void)updateUI {
    self.alert.text = @"Thanks!";
}

NSOperationQueue级主线程同步：

NSOperationQueue *waitQueue = [[NSOperationQueue alloc] init];
[waitQueue addOperationWithBlock:^{
    [NSThread sleepUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:10]];
    // 同步到主线程
    [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
        self.alert.text = @"Thanks!";
    }];
}];

GCD级主线程同步：

NSOperationQueue *waitQueue = [[NSOperationQueue alloc] init];
[waitQueue addOperationWithBlock:^{
    [NSThread sleepUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:3]];
    // 同步到主线程
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        self.alert.text = @"Thanks!";
    });
}];
时间： 2024-10-29 10:45:59

【iOS沉思录】NSThread、GCD、NSOperation多线程编程总结的相关文章

iOS中有3种常见的多线程编程方法

1.NSThread 这种方法需要管理线程的生命周期.同步.加锁问题,会导致一定的性能开销 2.NSOperation和NSOperationQueue 是基于OC实现的.NSOperation以面向对象的方式封装了需要执行的操作,然后可以将这个操作放到一个NSOperationQueue中去异步执行.不必关心线程管理.同步等问题. 3.Grand Centeral Dispatch 简称GCD,iOS4才开始支持,是纯C语言的API.自iPad2开始,苹果设备开始有了双核CPU,为了充分利用这

apple平台下的objc的GCD，多线程编程就是优雅自然。

在apple的操作系统平台里,GCD使得多线程编程是那么的优雅自然.在传统的多线程编程中,首先要写线程处理循环:之后还有事件队列,消息队列:还要在线程循环中分离事件解释消息,分派处理:还要考虑线程间是否要同步:还要写许多有着可能费解的函数名的回调处理程序,注册回调程序,而且代码分散即使同一文件也不容易看出与哪些线程对应或者彼此间的是否有次序或并发的关系,不利于调试:另外还要考虑是否需要使用线程池,线程线使用何种模式等.在apple平台的objc中,只需要如下: A* a; dispatch_as

网络多线程（pthread , NSThread,GCD ,NSOperation）

在这里给大家介绍一些多线程的知识,以及应用,希望能给一些需要的朋友学习学习,如果有错误的地方,请帮忙指出,非常感谢. 那么先介绍多线程前,先说一下什么是线程,什么是进程? 进程:{ 1.正在运行的一个应用程序就叫进程. 2.每个进程之间都是相互独立的,每个进程都运行在自己独立的专用的且受保护的内存空间内. } 线程:{  1.线程是进程的基本执行单元. 2.每一个进程都默认开启一条线程,我们称之为主线程.(一个进程至少有一条线程) } 多线程:多线程就是一个进程可以开辟多线线程(子线程),同时执

iOS-多线程--(pthread/NSThread/GCD/NSOperation)--总结

零.线程的注意点(掌握)1.不要同时开太多的线程(1~3条线程即可,不要超过5条)2.线程概念1> 主线程 : UI线程,显示.刷新UI界面,处理UI控件的事件2> 子线程 : 后台线程,异步线程3.不要把耗时的操作放在主线程,要放在子线程中执行 一.NSThread(掌握)1.创建和启动线程的3种方式1> 先创建,后启动// 创建NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(dow

ios30---pthread, NSThread, GCD, NSOperation

pthread(线程库,很早就有的技术,了解):一套通用的多线程API适用于Unix\Linux\Windows等系统(java开发也有pthread)跨平台\可移植使用难度大(全是C函数) C语言 程序员管理线程生命周期,几乎不用 NSThread(掌握):使用更加面向对象简单易用,可直接操作线程对象 OC语言 程序员管理线程生命周期(管生不管死),偶尔使用 GCD(功能强大,重点):旨在替代NSThread等线程技术充分利用设备的多核(特点) c语言 自动管理线程生命周期,经常使用 NSOp

线程间通信的三种方式(NSThread,GCD,NSOperation)

一.NSThread线程间通信 #import "ViewController.h" @interface ViewController ()<UIScrollViewDelegate> @property (strong, nonatomic) IBOutlet UIScrollView *scrollView; @property (weak, nonatomic)  UIImageView *imageView; @end @implementation ViewCo

iOS开发：使用GCD实现多线程

除了上一篇文章说到到NSThread线程,还有一个GCD(Grand Central Dispath),是Apple新开发的一个解决多核编程的解决方案,充分的利用CPU资源,将所有的任务,放到一个任务队列进行调度. GCD 默认提供了全局的并发队列,供整个应用使用,不需要创建. 同步和异步的区别 dispatch_sync 同步:不具备开启线程的能力 dispatch_async 异步 :具备开启线程的能力 任务的执行方式 并发队列:多个任务同时执行,并发只能在一步函数下才执行 “异步“ 串行队

【iOS沉思录】UIImage圆角矩形的‘离屏渲染’和‘在屏渲染’实现方法

iOS中为view添加圆角效果有两种方式,一种基于"离屏渲染"(off-screen-renderring),直接设置view的layer层参数即可简单实现,也很常用,但性能较低:另一种则是编写底层图形代码,实现'在屏渲染'(on-screen-renderring),可以大大优化绘制性能. iOS中圆角效果实现的最简单.最直接的方式,是直接修改View的layer层参数: /* 设置圆角半径 */ view.layer.cornerRadius = 5; /* 将边界以外的区域遮盖住

【iOS沉思录】iOS添加自定义字体详解

字体是软件开发中个性化的一个重要元素,系统自带了很多丰富的字体,但有时候并不能满足个性化的需求,这时候可以向工程中添加自定义的系统字体,然后就可以像使用系统字体一样使用.字体文件最常用的为ttf等格式. 导入自定义字体过程很简单:添加资源包到工程->在info.plist文件中注册字体->在工程Bundle Resource中复制字体资源包->代码检测查询加入的字体并使用 添加资源包 addFile添加字体资源包或者直接将字体包拖到工程资源文件夹下: info.plist文件中注册字体