GCD分析
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1. GCD 任務(wù)和隊(duì)列
學(xué)習(xí) GCD 之前,先來(lái)了解 GCD 中兩個(gè)核心概念:任務(wù)和隊(duì)列。
任務(wù):就是執(zhí)行操作的意思,換句話說(shuō)就是你在線程中執(zhí)行的那段代碼。在 GCD 中是放在 block 中的。執(zhí)行任務(wù)有兩種方式:同步執(zhí)行(sync)和異步執(zhí)行(async)。兩者的主要區(qū)別是:是否等待隊(duì)列的任務(wù)執(zhí)行結(jié)束,以及是否具備開啟新線程的能力。
- 同步執(zhí)行(sync):
- 同步添加任務(wù)到指定的隊(duì)列中,在添加的任務(wù)執(zhí)行結(jié)束之前,會(huì)一直等待,直到隊(duì)列里面的任務(wù)完成之后再繼續(xù)執(zhí)行。
- 只能在當(dāng)前線程中執(zhí)行任務(wù),不具備開啟新線程的能力。
- 異步執(zhí)行(async):
- 異步添加任務(wù)到指定的隊(duì)列中,它不會(huì)做任何等待,可以繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。
- 可以在新的線程中執(zhí)行任務(wù),具備開啟新線程的能力。
舉個(gè)簡(jiǎn)單例子:你要打電話給小明和小白。
同步執(zhí)行就是,你打電話給小明的時(shí)候,不能同時(shí)打給小白,等到給小明打完了,才能打給小白(等待任務(wù)執(zhí)行結(jié)束)。而且只能用當(dāng)前的電話(不具備開啟新線程的能力)。
而異步執(zhí)行就是,你打電話給小明的時(shí)候,不等和小明通話結(jié)束,還能直接給小白打電話,不用等著和小明通話結(jié)束再打(不用等待任務(wù)執(zhí)行結(jié)束)。除了當(dāng)前電話,你還可以使用其他所能使用的電話(具備開啟新線程的能力)。
注意:異步執(zhí)行(async)雖然具有開啟新線程的能力,但是并不一定開啟新線程。這跟任務(wù)所指定的隊(duì)列類型有關(guān)(下面會(huì)講)。
隊(duì)列(Dispatch Queue):這里的隊(duì)列指執(zhí)行任務(wù)的等待隊(duì)列,即用來(lái)存放任務(wù)的隊(duì)列。隊(duì)列是一種特殊的線性表,采用 FIFO(先進(jìn)先出)的原則,即新任務(wù)總是被插入到隊(duì)列的末尾,而讀取任務(wù)的時(shí)候總是從隊(duì)列的頭部開始讀取。每讀取一個(gè)任務(wù),則從隊(duì)列中釋放一個(gè)任務(wù)。隊(duì)列的結(jié)構(gòu)可參考下圖:
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隊(duì)列(Dispatch Queue).png
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在 GCD 中有兩種隊(duì)列:串行隊(duì)列和并發(fā)隊(duì)列。兩者都符合 FIFO(先進(jìn)先出)的原則。兩者的主要區(qū)別是:執(zhí)行順序不同,以及開啟線程數(shù)不同。
- 串行隊(duì)列(Serial Dispatch Queue):
- 每次只有一個(gè)任務(wù)被執(zhí)行。讓任務(wù)一個(gè)接著一個(gè)地執(zhí)行。(只開啟一個(gè)線程,一個(gè)任務(wù)執(zhí)行完畢后,再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù))
- 并發(fā)隊(duì)列(Concurrent Dispatch Queue):
- 可以讓多個(gè)任務(wù)并發(fā)(同時(shí))執(zhí)行。(可以開啟多個(gè)線程,并且同時(shí)執(zhí)行任務(wù))
注意:并發(fā)隊(duì)列的并發(fā)功能只有在異步(dispatch_async)函數(shù)下才有效
兩者具體區(qū)別如下兩圖所示。
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串行隊(duì)列.png
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并發(fā)隊(duì)列.png
2. GCD 的使用步驟
GCD 的使用步驟其實(shí)很簡(jiǎn)單,只有兩步。
下邊來(lái)看看隊(duì)列的創(chuàng)建方法/獲取方法,以及任務(wù)的創(chuàng)建方法。
2.1 隊(duì)列的創(chuàng)建方法/獲取方法
- 可以使用dispatch_queue_create來(lái)創(chuàng)建隊(duì)列,需要傳入兩個(gè)參數(shù),第一個(gè)參數(shù)表示隊(duì)列的唯一標(biāo)識(shí)符,用于 DEBUG,可為空,Dispatch Queue 的名稱推薦使用應(yīng)用程序 ID 這種逆序全程域名;第二個(gè)參數(shù)用來(lái)識(shí)別是串行隊(duì)列還是并發(fā)隊(duì)列。DISPATCH_QUEUE_SERIAL?表示串行隊(duì)列,DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT?表示并發(fā)隊(duì)列。
- 對(duì)于串行隊(duì)列,GCD 提供了的一種特殊的串行隊(duì)列:主隊(duì)列(Main Dispatch Queue)。
- 所有放在主隊(duì)列中的任務(wù),都會(huì)放到主線程中執(zhí)行。
- 可使用dispatch_get_main_queue()獲得主隊(duì)列。
- 對(duì)于并發(fā)隊(duì)列,GCD 默認(rèn)提供了全局并發(fā)隊(duì)列(Global Dispatch Queue)。
- 可以使用dispatch_get_global_queue來(lái)獲取。需要傳入兩個(gè)參數(shù)。第一個(gè)參數(shù)表示隊(duì)列優(yōu)先級(jí),一般用DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT。第二個(gè)參數(shù)暫時(shí)沒用,用0即可。
2.2 任務(wù)的創(chuàng)建方法
GCD 提供了同步執(zhí)行任務(wù)的創(chuàng)建方法dispatch_sync和異步執(zhí)行任務(wù)創(chuàng)建方法dispatch_async。
// 同步執(zhí)行任務(wù)創(chuàng)建方法 dispatch_sync(queue, ^{// 這里放同步執(zhí)行任務(wù)代碼 }); // 異步執(zhí)行任務(wù)創(chuàng)建方法 dispatch_async(queue, ^{// 這里放異步執(zhí)行任務(wù)代碼 });雖然使用 GCD 只需兩步,但是既然我們有兩種隊(duì)列(串行隊(duì)列/并發(fā)隊(duì)列),兩種任務(wù)執(zhí)行方式(同步執(zhí)行/異步執(zhí)行),那么我們就有了四種不同的組合方式。這四種不同的組合方式是:
實(shí)際上,剛才還說(shuō)了兩種特殊隊(duì)列:全局并發(fā)隊(duì)列、主隊(duì)列。全局并發(fā)隊(duì)列可以作為普通并發(fā)隊(duì)列來(lái)使用。但是主隊(duì)列因?yàn)橛悬c(diǎn)特殊,所以我們就又多了兩種組合方式。這樣就有六種不同的組合方式了。
那么這幾種不同組合方式各有什么區(qū)別呢,這里為了方便,先上結(jié)果,再來(lái)講解。你可以直接查看表格結(jié)果,然后跳過?4. GCD的基本使用?。
| 同步(sync) | 沒有開啟新線程,串行執(zhí)行任務(wù) | 沒有開啟新線程,串行執(zhí)行任務(wù) | 主線程調(diào)用:死鎖卡住不執(zhí)行 其他線程調(diào)用:沒有開啟新線程,串行執(zhí)行任務(wù) |
| 異步(async) | 有開啟新線程,并發(fā)執(zhí)行任務(wù) | 有開啟新線程(1條),串行執(zhí)行任務(wù) | 沒有開啟新線程,串行執(zhí)行任務(wù) |
下邊我們來(lái)分別講講這幾種不同的組合方式的使用方法。
3. GCD 的基本使用
先來(lái)講講并發(fā)隊(duì)列的兩種執(zhí)行方式。
3.1 同步執(zhí)行 + 并發(fā)隊(duì)列
- 在當(dāng)前線程中執(zhí)行任務(wù),不會(huì)開啟新線程,執(zhí)行完一個(gè)任務(wù),再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)。
輸出結(jié)果:
2018-02-23 20:34:55.095932+0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] currentThread---<NSThread: 0x60400006bbc0>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:34:55.096086+0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] syncConcurrent---begin
2018-02-23 20:34:57.097589+0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] 1---<NSThread: 0x60400006bbc0>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:34:59.099100+0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] 1---<NSThread: 0x60400006bbc0>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:35:01.099843+0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] 2---<NSThread: 0x60400006bbc0>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:35:03.101171+0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] 2---<NSThread: 0x60400006bbc0>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:35:05.101750+0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] 3---<NSThread: 0x60400006bbc0>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:35:07.102414+0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] 3---<NSThread: 0x60400006bbc0>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:35:07.102575+0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] syncConcurrent---end
從同步執(zhí)行 + 并發(fā)隊(duì)列中可看到:
- 所有任務(wù)都是在當(dāng)前線程(主線程)中執(zhí)行的,沒有開啟新的線程(同步執(zhí)行不具備開啟新線程的能力)。
- 所有任務(wù)都在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之間執(zhí)行的(同步任務(wù)需要等待隊(duì)列的任務(wù)執(zhí)行結(jié)束)。
- 任務(wù)按順序執(zhí)行的。按順序執(zhí)行的原因:雖然并發(fā)隊(duì)列可以開啟多個(gè)線程,并且同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)。但是因?yàn)楸旧聿荒軇?chuàng)建新線程,只有當(dāng)前線程這一個(gè)線程(同步任務(wù)不具備開啟新線程的能力),所以也就不存在并發(fā)。而且當(dāng)前線程只有等待當(dāng)前隊(duì)列中正在執(zhí)行的任務(wù)執(zhí)行完畢之后,才能繼續(xù)接著執(zhí)行下面的操作(同步任務(wù)需要等待隊(duì)列的任務(wù)執(zhí)行結(jié)束)。所以任務(wù)只能一個(gè)接一個(gè)按順序執(zhí)行,不能同時(shí)被執(zhí)行。
3.2 異步執(zhí)行 + 并發(fā)隊(duì)列
- 可以開啟多個(gè)線程,任務(wù)交替(同時(shí))執(zhí)行。
輸出結(jié)果:
2018-02-23 20:36:41.769269+0800 YSC-GCD-demo[19929:5005237] currentThread---<NSThread: 0x604000062d80>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:36:41.769496+0800 YSC-GCD-demo[19929:5005237] asyncConcurrent---begin
2018-02-23 20:36:41.769725+0800 YSC-GCD-demo[19929:5005237] asyncConcurrent---end
2018-02-23 20:36:43.774442+0800 YSC-GCD-demo[19929:5005566] 2---<NSThread: 0x604000266f00>{number = 5, name = (null)}
2018-02-23 20:36:43.774440+0800 YSC-GCD-demo[19929:5005567] 3---<NSThread: 0x60000026f200>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:36:43.774440+0800 YSC-GCD-demo[19929:5005565] 1---<NSThread: 0x600000264800>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:36:45.779286+0800 YSC-GCD-demo[19929:5005567] 3---<NSThread: 0x60000026f200>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:36:45.779302+0800 YSC-GCD-demo[19929:5005565] 1---<NSThread: 0x600000264800>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:36:45.779286+0800 YSC-GCD-demo[19929:5005566] 2---<NSThread: 0x604000266f00>{number = 5, name = (null)}
在異步執(zhí)行 + 并發(fā)隊(duì)列中可以看出:
- 除了當(dāng)前線程(主線程),系統(tǒng)又開啟了3個(gè)線程,并且任務(wù)是交替/同時(shí)執(zhí)行的。(異步執(zhí)行具備開啟新線程的能力。且并發(fā)隊(duì)列可開啟多個(gè)線程,同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù))。
- 所有任務(wù)是在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之后才執(zhí)行的。說(shuō)明當(dāng)前線程沒有等待,而是直接開啟了新線程,在新線程中執(zhí)行任務(wù)(異步執(zhí)行不做等待,可以繼續(xù)執(zhí)行任務(wù))。
接下來(lái)再來(lái)講講串行隊(duì)列的兩種執(zhí)行方式。
3.3 同步執(zhí)行 + 串行隊(duì)列
- 不會(huì)開啟新線程,在當(dāng)前線程執(zhí)行任務(wù)。任務(wù)是串行的,執(zhí)行完一個(gè)任務(wù),再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)。
輸出結(jié)果為:
2018-02-23 20:39:37.876811+0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] currentThread---<NSThread: 0x604000079400>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:37.876998+0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] syncSerial---begin
2018-02-23 20:39:39.878316+0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] 1---<NSThread: 0x604000079400>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:41.879829+0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] 1---<NSThread: 0x604000079400>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:43.880660+0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] 2---<NSThread: 0x604000079400>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:45.881265+0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] 2---<NSThread: 0x604000079400>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:47.882257+0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] 3---<NSThread: 0x604000079400>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:49.883008+0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] 3---<NSThread: 0x604000079400>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:49.883253+0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] syncSerial---end
在同步執(zhí)行 + 串行隊(duì)列可以看到:
- 所有任務(wù)都是在當(dāng)前線程(主線程)中執(zhí)行的,并沒有開啟新的線程(同步執(zhí)行不具備開啟新線程的能力)。
- 所有任務(wù)都在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之間執(zhí)行(同步任務(wù)需要等待隊(duì)列的任務(wù)執(zhí)行結(jié)束)。
- 任務(wù)是按順序執(zhí)行的(串行隊(duì)列每次只有一個(gè)任務(wù)被執(zhí)行,任務(wù)一個(gè)接一個(gè)按順序執(zhí)行)。
3.4 異步執(zhí)行 + 串行隊(duì)列
- 會(huì)開啟新線程,但是因?yàn)槿蝿?wù)是串行的,執(zhí)行完一個(gè)任務(wù),再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)
輸出結(jié)果為:
2018-02-23 20:41:17.029999+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024757] currentThread---<NSThread: 0x604000070440>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:41:17.030212+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024757] asyncSerial---begin
2018-02-23 20:41:17.030364+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024757] asyncSerial---end
2018-02-23 20:41:19.035379+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 1---<NSThread: 0x60000026e100>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:41:21.037140+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 1---<NSThread: 0x60000026e100>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:41:23.042220+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 2---<NSThread: 0x60000026e100>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:41:25.042971+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 2---<NSThread: 0x60000026e100>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:41:27.047690+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 3---<NSThread: 0x60000026e100>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:41:29.052327+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 3---<NSThread: 0x60000026e100>{number = 3, name = (null)}
在異步執(zhí)行 + 串行隊(duì)列可以看到:
- 開啟了一條新線程(異步執(zhí)行具備開啟新線程的能力,串行隊(duì)列只開啟一個(gè)線程)。
- 所有任務(wù)是在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之后才開始執(zhí)行的(異步執(zhí)行不會(huì)做任何等待,可以繼續(xù)執(zhí)行任務(wù))。
- 任務(wù)是按順序執(zhí)行的(串行隊(duì)列每次只有一個(gè)任務(wù)被執(zhí)行,任務(wù)一個(gè)接一個(gè)按順序執(zhí)行)。
下邊講講剛才我們提到過的特殊隊(duì)列:主隊(duì)列。
- 主隊(duì)列:GCD自帶的一種特殊的串行隊(duì)列
- 所有放在主隊(duì)列中的任務(wù),都會(huì)放到主線程中執(zhí)行
- 可使用dispatch_get_main_queue()獲得主隊(duì)列
我們?cè)賮?lái)看看主隊(duì)列的兩種組合方式。
3.5 同步執(zhí)行 + 主隊(duì)列
同步執(zhí)行 + 主隊(duì)列在不同線程中調(diào)用結(jié)果也是不一樣,在主線程中調(diào)用會(huì)出現(xiàn)死鎖,而在其他線程中則不會(huì)。
3.5.1 在主線程中調(diào)用同步執(zhí)行 + 主隊(duì)列
- 互相等待卡住不可行
輸出結(jié)果
2018-02-23 20:42:36.842892+0800 YSC-GCD-demo[20041:5030982] currentThread---<NSThread: 0x600000078a00>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:42:36.843050+0800 YSC-GCD-demo[20041:5030982] syncMain---begin
(lldb)
在同步執(zhí)行 + 主隊(duì)列可以驚奇的發(fā)現(xiàn):
- 在主線程中使用同步執(zhí)行 + 主隊(duì)列,追加到主線程的任務(wù)1、任務(wù)2、任務(wù)3都不再執(zhí)行了,而且syncMain---end也沒有打印,在XCode 9上還會(huì)報(bào)崩潰。這是為什么呢?
這是因?yàn)槲覀冊(cè)谥骶€程中執(zhí)行syncMain方法,相當(dāng)于把syncMain任務(wù)放到了主線程的隊(duì)列中。而同步執(zhí)行會(huì)等待當(dāng)前隊(duì)列中的任務(wù)執(zhí)行完畢,才會(huì)接著執(zhí)行。那么當(dāng)我們把任務(wù)1追加到主隊(duì)列中,任務(wù)1就在等待主線程處理完syncMain任務(wù)。而syncMain任務(wù)需要等待任務(wù)1執(zhí)行完畢,才能接著執(zhí)行。
那么,現(xiàn)在的情況就是syncMain任務(wù)和任務(wù)1都在等對(duì)方執(zhí)行完畢。這樣大家互相等待,所以就卡住了,所以我們的任務(wù)執(zhí)行不了,而且syncMain---end也沒有打印。
要是如果不在主線程中調(diào)用,而在其他線程中調(diào)用會(huì)如何呢?
3.5.2 在其他線程中調(diào)用同步執(zhí)行 + 主隊(duì)列
- 不會(huì)開啟新線程,執(zhí)行完一個(gè)任務(wù),再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)
輸出結(jié)果:
2018-02-23 20:44:19.377321+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040347] currentThread---<NSThread: 0x600000272fc0>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:44:19.377494+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040347] syncMain---begin
2018-02-23 20:44:21.384716+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 1---<NSThread: 0x60000006c900>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:44:23.386091+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 1---<NSThread: 0x60000006c900>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:44:25.387687+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 2---<NSThread: 0x60000006c900>{number = 1, name = main}
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2018-02-23 20:44:29.390459+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 3---<NSThread: 0x60000006c900>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:44:31.391965+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 3---<NSThread: 0x60000006c900>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:44:31.392513+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040347] syncMain---end
在其他線程中使用同步執(zhí)行 + 主隊(duì)列可看到:
- 所有任務(wù)都是在主線程(非當(dāng)前線程)中執(zhí)行的,沒有開啟新的線程(所有放在主隊(duì)列中的任務(wù),都會(huì)放到主線程中執(zhí)行)。
- 所有任務(wù)都在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之間執(zhí)行(同步任務(wù)需要等待隊(duì)列的任務(wù)執(zhí)行結(jié)束)。
- 任務(wù)是按順序執(zhí)行的(主隊(duì)列是串行隊(duì)列,每次只有一個(gè)任務(wù)被執(zhí)行,任務(wù)一個(gè)接一個(gè)按順序執(zhí)行)。
為什么現(xiàn)在就不會(huì)卡住了呢?
因?yàn)閟yncMain 任務(wù)放到了其他線程里,而任務(wù)1、任務(wù)2、任務(wù)3都在追加到主隊(duì)列中,這三個(gè)任務(wù)都會(huì)在主線程中執(zhí)行。syncMain 任務(wù)在其他線程中執(zhí)行到追加任務(wù)1到主隊(duì)列中,因?yàn)橹麝?duì)列現(xiàn)在沒有正在執(zhí)行的任務(wù),所以,會(huì)直接執(zhí)行主隊(duì)列的任務(wù)1,等任務(wù)1執(zhí)行完畢,再接著執(zhí)行任務(wù)2、任務(wù)3。所以這里不會(huì)卡住線程。
3.6 異步執(zhí)行 + 主隊(duì)列
- 只在主線程中執(zhí)行任務(wù),執(zhí)行完一個(gè)任務(wù),再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)。
輸出結(jié)果:
2018-02-23 20:45:49.981505+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] currentThread---<NSThread: 0x60000006d440>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:45:49.981935+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] asyncMain---begin
2018-02-23 20:45:49.982352+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] asyncMain---end
2018-02-23 20:45:51.991096+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 1---<NSThread: 0x60000006d440>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:45:53.991959+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 1---<NSThread: 0x60000006d440>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:45:55.992937+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 2---<NSThread: 0x60000006d440>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:45:57.993649+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 2---<NSThread: 0x60000006d440>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:45:59.994928+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 3---<NSThread: 0x60000006d440>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:46:01.995589+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 3---<NSThread: 0x60000006d440>{number = 1, name = main}
在異步執(zhí)行 + 主隊(duì)列可以看到:
- 所有任務(wù)都是在當(dāng)前線程(主線程)中執(zhí)行的,并沒有開啟新的線程(雖然異步執(zhí)行具備開啟線程的能力,但因?yàn)槭侵麝?duì)列,所以所有任務(wù)都在主線程中)。
- 所有任務(wù)是在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之后才開始執(zhí)行的(異步執(zhí)行不會(huì)做任何等待,可以繼續(xù)執(zhí)行任務(wù))。
- 任務(wù)是按順序執(zhí)行的(因?yàn)橹麝?duì)列是串行隊(duì)列,每次只有一個(gè)任務(wù)被執(zhí)行,任務(wù)一個(gè)接一個(gè)按順序執(zhí)行)。
弄懂了難理解、繞來(lái)繞去的隊(duì)列+任務(wù)之后,我們來(lái)學(xué)習(xí)一個(gè)簡(jiǎn)單的東西:5. GCD 線程間的通信。
4. GCD 線程間的通信
在iOS開發(fā)過程中,我們一般在主線程里邊進(jìn)行UI刷新,例如:點(diǎn)擊、滾動(dòng)、拖拽等事件。我們通常把一些耗時(shí)的操作放在其他線程,比如說(shuō)圖片下載、文件上傳等耗時(shí)操作。而當(dāng)我們有時(shí)候在其他線程完成了耗時(shí)操作時(shí),需要回到主線程,那么就用到了線程之間的通訊。
/*** 線程間通信*/ - (void)communication {// 獲取全局并發(fā)隊(duì)列dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); // 獲取主隊(duì)列dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue(); dispatch_async(queue, ^{// 異步追加任務(wù)for (int i = 0; i < 2; ++i) {[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程}// 回到主線程dispatch_async(mainQueue, ^{// 追加在主線程中執(zhí)行的任務(wù)[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程});}); }輸出結(jié)果:
2018-02-23 20:47:03.462394+0800 YSC-GCD-demo[20154:5053282] 1---<NSThread: 0x600000271940>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:47:05.465912+0800 YSC-GCD-demo[20154:5053282] 1---<NSThread: 0x600000271940>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:47:07.466657+0800 YSC-GCD-demo[20154:5052953] 2---<NSThread: 0x60000007bf80>{number = 1, name = main}
- 可以看到在其他線程中先執(zhí)行任務(wù),執(zhí)行完了之后回到主線程執(zhí)行主線程的相應(yīng)操作。
5. GCD 的其他方法
5.1 GCD 柵欄方法:dispatch_barrier_async
- 我們有時(shí)需要異步執(zhí)行兩組操作,而且第一組操作執(zhí)行完之后,才能開始執(zhí)行第二組操作。這樣我們就需要一個(gè)相當(dāng)于柵欄一樣的一個(gè)方法將兩組異步執(zhí)行的操作組給分割起來(lái),當(dāng)然這里的操作組里可以包含一個(gè)或多個(gè)任務(wù)。這就需要用到dispatch_barrier_async方法在兩個(gè)操作組間形成柵欄。
dispatch_barrier_async函數(shù)會(huì)等待前邊追加到并發(fā)隊(duì)列中的任務(wù)全部執(zhí)行完畢之后,再將指定的任務(wù)追加到該異步隊(duì)列中。然后在dispatch_barrier_async函數(shù)追加的任務(wù)執(zhí)行完畢之后,異步隊(duì)列才恢復(fù)為一般動(dòng)作,接著追加任務(wù)到該異步隊(duì)列并開始執(zhí)行。具體如下圖所示:?
dispatch_barrier_async.png
輸出結(jié)果:
2018-02-23 20:48:18.297745+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] 1---<NSThread: 0x600000079d80>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:48:18.297745+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059273] 2---<NSThread: 0x600000079e00>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:48:20.301139+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] 1---<NSThread: 0x600000079d80>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:48:20.301139+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059273] 2---<NSThread: 0x600000079e00>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:48:22.306290+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] barrier---<NSThread: 0x600000079d80>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:48:24.311655+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] barrier---<NSThread: 0x600000079d80>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:48:26.316943+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059273] 4---<NSThread: 0x600000079e00>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:48:26.316956+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] 3---<NSThread: 0x600000079d80>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:48:28.320660+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059273] 4---<NSThread: 0x600000079e00>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:48:28.320649+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] 3---<NSThread: 0x600000079d80>{number = 4, name = (null)}
在dispatch_barrier_async執(zhí)行結(jié)果中可以看出:
- 在執(zhí)行完?yáng)艡谇懊娴牟僮髦?#xff0c;才執(zhí)行柵欄操作,最后再執(zhí)行柵欄后邊的操作。
5.2 GCD 延時(shí)執(zhí)行方法:dispatch_after
我們經(jīng)常會(huì)遇到這樣的需求:在指定時(shí)間(例如3秒)之后執(zhí)行某個(gè)任務(wù)。可以用 GCD 的dispatch_after函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
需要注意的是:dispatch_after函數(shù)并不是在指定時(shí)間之后才開始執(zhí)行處理,而是在指定時(shí)間之后將任務(wù)追加到主隊(duì)列中。嚴(yán)格來(lái)說(shuō),這個(gè)時(shí)間并不是絕對(duì)準(zhǔn)確的,但想要大致延遲執(zhí)行任務(wù),dispatch_after函數(shù)是很有效的。
輸出結(jié)果:
2018-02-23 20:53:08.713784+0800 YSC-GCD-demo[20282:5080295] currentThread---<NSThread: 0x60000006ee00>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:53:08.713962+0800 YSC-GCD-demo[20282:5080295] asyncMain---begin
2018-02-23 20:53:10.714283+0800 YSC-GCD-demo[20282:5080295] after---<NSThread: 0x60000006ee00>{number = 1, name = main}
可以看出:在打印?asyncMain---begin?之后大約 2.0 秒的時(shí)間,打印了?after---<NSThread: 0x60000006ee00>{number = 1, name = main}
5.3 GCD 一次性代碼(只執(zhí)行一次):dispatch_once
- 我們?cè)趧?chuàng)建單例、或者有整個(gè)程序運(yùn)行過程中只執(zhí)行一次的代碼時(shí),我們就用到了 GCD 的?dispatch_once?函數(shù)。使用
dispatch_once?函數(shù)能保證某段代碼在程序運(yùn)行過程中只被執(zhí)行1次,并且即使在多線程的環(huán)境下,dispatch_once也可以保證線程安全。
5.4 GCD 快速迭代方法:dispatch_apply
- 通常我們會(huì)用 for 循環(huán)遍歷,但是 GCD 給我們提供了快速迭代的函數(shù)dispatch_apply。dispatch_apply按照指定的次數(shù)將指定的任務(wù)追加到指定的隊(duì)列中,并等待全部隊(duì)列執(zhí)行結(jié)束。
如果是在串行隊(duì)列中使用?dispatch_apply,那么就和 for 循環(huán)一樣,按順序同步執(zhí)行。可這樣就體現(xiàn)不出快速迭代的意義了。
我們可以利用并發(fā)隊(duì)列進(jìn)行異步執(zhí)行。比如說(shuō)遍歷 0~5 這6個(gè)數(shù)字,for 循環(huán)的做法是每次取出一個(gè)元素,逐個(gè)遍歷。dispatch_apply?可以 在多個(gè)線程中同時(shí)(異步)遍歷多個(gè)數(shù)字。
還有一點(diǎn),無(wú)論是在串行隊(duì)列,還是異步隊(duì)列中,dispatch_apply 都會(huì)等待全部任務(wù)執(zhí)行完畢,這點(diǎn)就像是同步操作,也像是隊(duì)列組中的?dispatch_group_wait方法。
輸出結(jié)果:
2018-02-23 22:03:18.475499+0800 YSC-GCD-demo[20470:5176805] apply---begin
2018-02-23 22:03:18.476672+0800 YSC-GCD-demo[20470:5177035] 1---<NSThread: 0x60000027b8c0>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:03:18.476693+0800 YSC-GCD-demo[20470:5176805] 0---<NSThread: 0x604000070640>{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:03:18.476704+0800 YSC-GCD-demo[20470:5177037] 2---<NSThread: 0x604000276800>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:03:18.476735+0800 YSC-GCD-demo[20470:5177036] 3---<NSThread: 0x60000027b800>{number = 5, name = (null)}
2018-02-23 22:03:18.476867+0800 YSC-GCD-demo[20470:5177035] 4---<NSThread: 0x60000027b8c0>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:03:18.476867+0800 YSC-GCD-demo[20470:5176805] 5---<NSThread: 0x604000070640>{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:03:18.477038+0800 YSC-GCD-demo[20470:5176805] apply---end
因?yàn)槭窃诓l(fā)隊(duì)列中異步執(zhí)行任務(wù),所以各個(gè)任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)短不定,最后結(jié)束順序也不定。但是apply---end一定在最后執(zhí)行。這是因?yàn)閐ispatch_apply函數(shù)會(huì)等待全部任務(wù)執(zhí)行完畢。
5.5 GCD 隊(duì)列組:dispatch_group
有時(shí)候我們會(huì)有這樣的需求:分別異步執(zhí)行2個(gè)耗時(shí)任務(wù),然后當(dāng)2個(gè)耗時(shí)任務(wù)都執(zhí)行完畢后再回到主線程執(zhí)行任務(wù)。這時(shí)候我們可以用到 GCD 的隊(duì)列組。
- 調(diào)用隊(duì)列組的?dispatch_group_async?先把任務(wù)放到隊(duì)列中,然后將隊(duì)列放入隊(duì)列組中。或者使用隊(duì)列組的?dispatch_group_enter、dispatch_group_leave?組合 來(lái)實(shí)現(xiàn)
dispatch_group_async。 - 調(diào)用隊(duì)列組的?dispatch_group_notify?回到指定線程執(zhí)行任務(wù)。或者使用?dispatch_group_wait?回到當(dāng)前線程繼續(xù)向下執(zhí)行(會(huì)阻塞當(dāng)前線程)。
5.5.1 dispatch_group_notify
- 監(jiān)聽 group 中任務(wù)的完成狀態(tài),當(dāng)所有的任務(wù)都執(zhí)行完成后,追加任務(wù)到 group 中,并執(zhí)行任務(wù)。
輸出結(jié)果:
2018-02-23 22:05:03.790035+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183349] currentThread---<NSThread: 0x604000072040>{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:05:03.790237+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183349] group---begin
2018-02-23 22:05:05.792721+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183654] 1---<NSThread: 0x60000026f280>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:05:05.792725+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183656] 2---<NSThread: 0x60000026f240>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:05:07.797408+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183656] 2---<NSThread: 0x60000026f240>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:05:07.797408+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183654] 1---<NSThread: 0x60000026f280>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:05:09.798717+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183349] 3---<NSThread: 0x604000072040>{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:05:11.799827+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183349] 3---<NSThread: 0x604000072040>{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:05:11.799977+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183349] group---end
從dispatch_group_notify相關(guān)代碼運(yùn)行輸出結(jié)果可以看出:
當(dāng)所有任務(wù)都執(zhí)行完成之后,才執(zhí)行dispatch_group_notify?block 中的任務(wù)。
5.5.2 dispatch_group_wait
- 暫停當(dāng)前線程(阻塞當(dāng)前線程),等待指定的 group 中的任務(wù)執(zhí)行完成后,才會(huì)往下繼續(xù)執(zhí)行。
輸出結(jié)果:
2018-02-23 22:10:16.939258+0800 YSC-GCD-demo[20538:5198871] currentThread---<NSThread: 0x600000066780>{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:10:16.939455+0800 YSC-GCD-demo[20538:5198871] group---begin
2018-02-23 22:10:18.943862+0800 YSC-GCD-demo[20538:5199137] 2---<NSThread: 0x600000464b80>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:10:18.943861+0800 YSC-GCD-demo[20538:5199138] 1---<NSThread: 0x604000076640>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:10:20.947787+0800 YSC-GCD-demo[20538:5199137] 2---<NSThread: 0x600000464b80>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:10:20.947790+0800 YSC-GCD-demo[20538:5199138] 1---<NSThread: 0x604000076640>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:10:20.948134+0800 YSC-GCD-demo[20538:5198871] group---end
從dispatch_group_wait相關(guān)代碼運(yùn)行輸出結(jié)果可以看出:
當(dāng)所有任務(wù)執(zhí)行完成之后,才執(zhí)行?dispatch_group_wait?之后的操作。但是,使用dispatch_group_wait?會(huì)阻塞當(dāng)前線程。
5.5.3 dispatch_group_enter、dispatch_group_leave
- dispatch_group_enter?標(biāo)志著一個(gè)任務(wù)追加到 group,執(zhí)行一次,相當(dāng)于 group 中未執(zhí)行完畢任務(wù)數(shù)+1
- dispatch_group_leave?標(biāo)志著一個(gè)任務(wù)離開了 group,執(zhí)行一次,相當(dāng)于 group 中未執(zhí)行完畢任務(wù)數(shù)-1。
- 當(dāng) group 中未執(zhí)行完畢任務(wù)數(shù)為0的時(shí)候,才會(huì)使dispatch_group_wait解除阻塞,以及執(zhí)行追加到dispatch_group_notify中的任務(wù)。
輸出結(jié)果:
2018-02-23 22:14:17.997667+0800 YSC-GCD-demo[20592:5214830] currentThread---<NSThread: 0x604000066600>{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:14:17.997839+0800 YSC-GCD-demo[20592:5214830] group---begin
2018-02-23 22:14:20.000298+0800 YSC-GCD-demo[20592:5215094] 1---<NSThread: 0x600000277c80>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:14:20.000305+0800 YSC-GCD-demo[20592:5215095] 2---<NSThread: 0x600000277c40>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:14:22.001323+0800 YSC-GCD-demo[20592:5215094] 1---<NSThread: 0x600000277c80>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:14:22.001339+0800 YSC-GCD-demo[20592:5215095] 2---<NSThread: 0x600000277c40>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:14:24.002321+0800 YSC-GCD-demo[20592:5214830] 3---<NSThread: 0x604000066600>{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:14:26.002852+0800 YSC-GCD-demo[20592:5214830] 3---<NSThread: 0x604000066600>{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:14:26.003116+0800 YSC-GCD-demo[20592:5214830] group---end
從dispatch_group_enter、dispatch_group_leave相關(guān)代碼運(yùn)行結(jié)果中可以看出:當(dāng)所有任務(wù)執(zhí)行完成之后,才執(zhí)行 dispatch_group_notify 中的任務(wù)。這里的dispatch_group_enter、dispatch_group_leave組合,其實(shí)等同于dispatch_group_async。
5.6 GCD 信號(hào)量:dispatch_semaphore
GCD 中的信號(hào)量是指?Dispatch Semaphore,是持有計(jì)數(shù)的信號(hào)。類似于過高速路收費(fèi)站的欄桿。可以通過時(shí),打開欄桿,不可以通過時(shí),關(guān)閉欄桿。在?Dispatch Semaphore?中,使用計(jì)數(shù)來(lái)完成這個(gè)功能,計(jì)數(shù)為0時(shí)等待,不可通過。計(jì)數(shù)為1或大于1時(shí),計(jì)數(shù)減1且不等待,可通過。
Dispatch Semaphore?提供了三個(gè)函數(shù)。
- dispatch_semaphore_create:創(chuàng)建一個(gè)Semaphore并初始化信號(hào)的總量
- dispatch_semaphore_signal:發(fā)送一個(gè)信號(hào),讓信號(hào)總量加1
- dispatch_semaphore_wait:可以使總信號(hào)量減1,當(dāng)信號(hào)總量為0時(shí)就會(huì)一直等待(阻塞所在線程),否則就可以正常執(zhí)行。
注意:信號(hào)量的使用前提是:想清楚你需要處理哪個(gè)線程等待(阻塞),又要哪個(gè)線程繼續(xù)執(zhí)行,然后使用信號(hào)量。
Dispatch Semaphore 在實(shí)際開發(fā)中主要用于:
- 保持線程同步,將異步執(zhí)行任務(wù)轉(zhuǎn)換為同步執(zhí)行任務(wù)
- 保證線程安全,為線程加鎖
5.6.1 Dispatch Semaphore 線程同步
我們?cè)陂_發(fā)中,會(huì)遇到這樣的需求:異步執(zhí)行耗時(shí)任務(wù),并使用異步執(zhí)行的結(jié)果進(jìn)行一些額外的操作。換句話說(shuō),相當(dāng)于,將將異步執(zhí)行任務(wù)轉(zhuǎn)換為同步執(zhí)行任務(wù)。比如說(shuō):AFNetworking 中 AFURLSessionManager.m 里面的?tasksForKeyPath:?方法。通過引入信號(hào)量的方式,等待異步執(zhí)行任務(wù)結(jié)果,獲取到 tasks,然后再返回該 tasks。
- (NSArray *)tasksForKeyPath:(NSString *)keyPath {__block NSArray *tasks = nil;dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);[self.session getTasksWithCompletionHandler:^(NSArray *dataTasks, NSArray *uploadTasks, NSArray *downloadTasks) {if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(dataTasks))]) {tasks = dataTasks;} else if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(uploadTasks))]) {tasks = uploadTasks;} else if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(downloadTasks))]) {tasks = downloadTasks;} else if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(tasks))]) {tasks = [@[dataTasks, uploadTasks, downloadTasks] valueForKeyPath:@"@unionOfArrays.self"];}dispatch_semaphore_signal(semaphore);}];dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);return tasks; }下面,我們來(lái)利用 Dispatch Semaphore 實(shí)現(xiàn)線程同步,將異步執(zhí)行任務(wù)轉(zhuǎn)換為同步執(zhí)行任務(wù)。
/*** semaphore 線程同步*/ - (void)semaphoreSync {NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程N(yùn)SLog(@"semaphore---begin");dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);__block int number = 0;dispatch_async(queue, ^{// 追加任務(wù)1[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程number = 100;dispatch_semaphore_signal(semaphore);});dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);NSLog(@"semaphore---end,number = %zd",number); }輸出結(jié)果:
2018-02-23 22:22:26.521665+0800 YSC-GCD-demo[20642:5246341] currentThread---<NSThread: 0x60400006bc80>{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:22:26.521869+0800 YSC-GCD-demo[20642:5246341] semaphore---begin
2018-02-23 22:22:28.526841+0800 YSC-GCD-demo[20642:5246638] 1---<NSThread: 0x600000272300>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:22:28.527030+0800 YSC-GCD-demo[20642:5246341] semaphore---end,number = 100
從 Dispatch Semaphore 實(shí)現(xiàn)線程同步的代碼可以看到:
- semaphore---end?是在執(zhí)行完?number = 100;?之后才打印的。而且輸出結(jié)果 number 為 100。
這是因?yàn)楫惒綀?zhí)行不會(huì)做任何等待,可以繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。異步執(zhí)行將任務(wù)1追加到隊(duì)列之后,不做等待,接著執(zhí)行dispatch_semaphore_wait方法。此時(shí) semaphore == 0,當(dāng)前線程進(jìn)入等待狀態(tài)。然后,異步任務(wù)1開始執(zhí)行。任務(wù)1執(zhí)行到dispatch_semaphore_signal之后,總信號(hào)量,此時(shí) semaphore == 1,dispatch_semaphore_wait方法使總信號(hào)量減1,正在被阻塞的線程(主線程)恢復(fù)繼續(xù)執(zhí)行。最后打印semaphore---end,number = 100。這樣就實(shí)現(xiàn)了線程同步,將異步執(zhí)行任務(wù)轉(zhuǎn)換為同步執(zhí)行任務(wù)。
5.6.2 Dispatch Semaphore 線程安全和線程同步(為線程加鎖)
線程安全:如果你的代碼所在的進(jìn)程中有多個(gè)線程在同時(shí)運(yùn)行,而這些線程可能會(huì)同時(shí)運(yùn)行這段代碼。如果每次運(yùn)行結(jié)果和單線程運(yùn)行的結(jié)果是一樣的,而且其他的變量的值也和預(yù)期的是一樣的,就是線程安全的。
若每個(gè)線程中對(duì)全局變量、靜態(tài)變量只有讀操作,而無(wú)寫操作,一般來(lái)說(shuō),這個(gè)全局變量是線程安全的;若有多個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行寫操作(更改變量),一般都需要考慮線程同步,否則的話就可能影響線程安全。
線程同步:可理解為線程 A 和 線程 B 一塊配合,A 執(zhí)行到一定程度時(shí)要依靠線程 B 的某個(gè)結(jié)果,于是停下來(lái),示意 B 運(yùn)行;B 依言執(zhí)行,再將結(jié)果給 A;A 再繼續(xù)操作。
舉個(gè)簡(jiǎn)單例子就是:兩個(gè)人在一起聊天。兩個(gè)人不能同時(shí)說(shuō)話,避免聽不清(操作沖突)。等一個(gè)人說(shuō)完(一個(gè)線程結(jié)束操作),另一個(gè)再說(shuō)(另一個(gè)線程再開始操作)。
下面,我們模擬火車票售賣的方式,實(shí)現(xiàn) NSThread 線程安全和解決線程同步問題。
場(chǎng)景:總共有50張火車票,有兩個(gè)售賣火車票的窗口,一個(gè)是北京火車票售賣窗口,另一個(gè)是上海火車票售賣窗口。兩個(gè)窗口同時(shí)售賣火車票,賣完為止。
6.6.2.1 非線程安全(不使用 semaphore)
先來(lái)看看不考慮線程安全的代碼:
/*** 非線程安全:不使用 semaphore* 初始化火車票數(shù)量、賣票窗口(非線程安全)、并開始賣票*/ - (void)initTicketStatusNotSave {NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程N(yùn)SLog(@"semaphore---begin");self.ticketSurplusCount = 50;// queue1 代表北京火車票售賣窗口dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);// queue2 代表上海火車票售賣窗口dispatch_queue_t queue2 = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue2", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);__weak typeof(self) weakSelf = self;dispatch_async(queue1, ^{[weakSelf saleTicketNotSafe];});dispatch_async(queue2, ^{[weakSelf saleTicketNotSafe];}); }/*** 售賣火車票(非線程安全)*/ - (void)saleTicketNotSafe {while (1) {if (self.ticketSurplusCount > 0) { //如果還有票,繼續(xù)售賣self.ticketSurplusCount--;NSLog(@"%@", [NSString stringWithFormat:@"剩余票數(shù):%d 窗口:%@", self.ticketSurplusCount, [NSThread currentThread]]);[NSThread sleepForTimeInterval:0.2];} else { //如果已賣完,關(guān)閉售票窗口NSLog(@"所有火車票均已售完");break;}} }輸出結(jié)果(部分):
2018-02-23 22:25:35.789072+0800 YSC-GCD-demo[20712:5258914] currentThread---<NSThread: 0x604000068880>{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:25:35.789260+0800 YSC-GCD-demo[20712:5258914] semaphore---begin
2018-02-23 22:25:35.789641+0800 YSC-GCD-demo[20712:5259176] 剩余票數(shù):48 窗口:<NSThread: 0x60000027db80>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:25:35.789646+0800 YSC-GCD-demo[20712:5259175] 剩余票數(shù):49 窗口:<NSThread: 0x60000027e740>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:25:35.994113+0800 YSC-GCD-demo[20712:5259175] 剩余票數(shù):47 窗口:<NSThread: 0x60000027e740>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:25:35.994129+0800 YSC-GCD-demo[20712:5259176] 剩余票數(shù):46 窗口:<NSThread: 0x60000027db80>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:25:36.198993+0800 YSC-GCD-demo[20712:5259176] 剩余票數(shù):45 窗口:<NSThread: 0x60000027db80>{number = 3, name = (null)}
...
可以看到在不考慮線程安全,不使用 semaphore 的情況下,得到票數(shù)是錯(cuò)亂的,這樣顯然不符合我們的需求,所以我們需要考慮線程安全問題。
5.6.2.2 線程安全(使用 semaphore 加鎖)
考慮線程安全的代碼:
/*** 線程安全:使用 semaphore 加鎖* 初始化火車票數(shù)量、賣票窗口(線程安全)、并開始賣票*/ - (void)initTicketStatusSave {NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程N(yùn)SLog(@"semaphore---begin");semaphoreLock = dispatch_semaphore_create(1);self.ticketSurplusCount = 50;// queue1 代表北京火車票售賣窗口dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);// queue2 代表上海火車票售賣窗口dispatch_queue_t queue2 = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue2", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);__weak typeof(self) weakSelf = self;dispatch_async(queue1, ^{[weakSelf saleTicketSafe];});dispatch_async(queue2, ^{[weakSelf saleTicketSafe];}); }/*** 售賣火車票(線程安全)*/ - (void)saleTicketSafe {while (1) {// 相當(dāng)于加鎖dispatch_semaphore_wait(semaphoreLock, DISPATCH_TIME_FOREVER);if (self.ticketSurplusCount > 0) { //如果還有票,繼續(xù)售賣self.ticketSurplusCount--;NSLog(@"%@", [NSString stringWithFormat:@"剩余票數(shù):%d 窗口:%@", self.ticketSurplusCount, [NSThread currentThread]]);[NSThread sleepForTimeInterval:0.2];} else { //如果已賣完,關(guān)閉售票窗口NSLog(@"所有火車票均已售完");// 相當(dāng)于解鎖dispatch_semaphore_signal(semaphoreLock);break;}// 相當(dāng)于解鎖dispatch_semaphore_signal(semaphoreLock);} }輸出結(jié)果為:
2018-02-23 22:32:19.814232+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290531] currentThread---<NSThread: 0x6000000783c0>{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:32:19.814412+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290531] semaphore---begin
2018-02-23 22:32:19.814837+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290687] 剩余票數(shù):49 窗口:<NSThread: 0x6040002709c0>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:32:20.017745+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290689] 剩余票數(shù):48 窗口:<NSThread: 0x60000046c640>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:32:20.222039+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290687] 剩余票數(shù):47 窗口:<NSThread: 0x6040002709c0>{number = 3, name = (null)}
...
2018-02-23 22:32:29.024817+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290689] 剩余票數(shù):4 窗口:<NSThread: 0x60000046c640>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:32:29.230110+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290687] 剩余票數(shù):3 窗口:<NSThread: 0x6040002709c0>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:32:29.433615+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290689] 剩余票數(shù):2 窗口:<NSThread: 0x60000046c640>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:32:29.637572+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290687] 剩余票數(shù):1 窗口:<NSThread: 0x6040002709c0>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:32:29.840234+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290689] 剩余票數(shù):0 窗口:<NSThread: 0x60000046c640>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:32:30.044960+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290687] 所有火車票均已售完
2018-02-23 22:32:30.045260+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290689] 所有火車票均已售完
可以看出,在考慮了線程安全的情況下,使用?dispatch_semaphore
機(jī)制之后,得到的票數(shù)是正確的,沒有出現(xiàn)混亂的情況。我們也就解決了多個(gè)線程同步的問題。
總結(jié)
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