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iOS探索 多线程之GCD应用

欢迎阅读iOS探索系列(按序阅读食用效果更加)

写在前面

GCD全称是Grand Central Dispatch,它是纯 C 语言,并且提供了非常多强大的函数

GCD的优势:

  • GCD 是苹果公司为多核的并行运算提出的解决方案
  • GCD 会自动利用更多的CPU内核(比如双核、四核)
  • GCD 会自动管理线程的生命周期(创建线程、调度任务、销毁线程)
  • 程序员只需要告诉 GCD 想要执行什么任务,不需要编写任何线程管理代码

我们要关注的点就是:GCD的核心——将任务添加到队列,并且指定执行任务的函数

一、dispatch_block_t

dispatch_block_t block = ^{
    NSLog(@"GCD的基本使用");
};
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.Felix", NULL);
dispatch_async(queue, block);
复制代码

这串代码最能体现GCD的核心:

  • dispatch_block_t使用block封装任务
  • dispatch_queue_t创建队列
  • dispatch_async将任务添加到队列

上述代码通常也写成这种形式

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.Felix", NULL);
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog(@"GCD的基本使用");
});
复制代码

二、dispatch_sync & dispatch_async

多线程执行任务分为dispatch_sync同步执行任务和dispatch_async异步执行:

  • dispatch_sync同步执行
    • 必须等待当前语句执行完毕,才会执行下一条语句
    • 不会开启线程
    • 在当前线程执行block的任务
  • dispatch_async异步执行
    • 不用等待当前语句执行完毕,就可以执行下一条语句
    • 会开启线程执行block任务
    • 异步是多线程的代名词

三、dispatch_queue_t

多线程中队列分为串行队列(Serial Dispatch Queue)和并发队列(Concurrent Dispatch Queue):

  • 串行队列:线程执行只能依次逐一先后有序的执行,等待上一个执行完再执行下一个
    • 使用dispatch_queue_create("xxx", DISPATCH_QUEUE_SERIAL)创建串行队列
    • 亦可以使用dispatch_queue_create("xxx", NULL)创建串行队列(GCD底层会讲到)
  • 主队列:绑定主线程,所有任务都在主线程中执行、经过特殊处理的串行的队列
    • 使用dispatch_get_main_queue()获取主队列
  • 并发队列:线程可以同时一起执行,不需要等待上一个执行完就能执行下一个任务
    • 使用dispatch_queue_create("xxx", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);创建并发队列
  • 全局队列:系统提供的并发队列
    • 最简单的是使用dispatch_get_global_queue(0, 0)获取系统提供的并发队列
    • 第一个参数是优先级枚举值,默认优先级为DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT=0
    • 优先级从高到低依次为DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGHDISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULTDISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOWDISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND

串行/并发和同步/异步的排列组合

主队列和全局队列单独考虑,组合结果以总结表格为准

1.串行+同步

任务一个接一个执行,不开辟线程

- (void)test {
    NSLog(@"主线程-%@", [NSThread currentThread]);
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("Felix", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        dispatch_sync(queue, ^{
            NSLog(@"串行&同步线程%d-%@", i, [NSThread currentThread]);
        });
    }
}
--------------------输出结果:-------------------
// 主线程-<NSThread: 0x600003b64fc0>{number = 1, name = main}
// 串行&同步线程0-<NSThread: 0x600003b64fc0>{number = 1, name = main}
// 串行&同步线程1-<NSThread: 0x600003b64fc0>{number = 1, name = main}
// ...按顺序输出
--------------------输出结果:-------------------
复制代码

2.串行+异步

任务一个接一个执行,会开辟线程

- (void)test {
    NSLog(@"主线程-%@", [NSThread currentThread]);
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("Felix", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        dispatch_async(queue, ^{
            NSLog(@"串行&异步线程%d-%@", i, [NSThread currentThread]);
        });
    }
}
--------------------输出结果:-------------------
// 主线程-<NSThread: 0x600003b64fc0>{number = 1, name = main}
// 串行&异步线程0-<NSThread: 0x6000009b8880>{number = 6, name = (null)}
// 串行&异步线程1-<NSThread: 0x6000009b8880>{number = 6, name = (null)}
// ...按顺序输出
--------------------输出结果:-------------------
复制代码

3.并发+同步

任务一个接一个执行,不开辟线程

- (void)test {
    NSLog(@"主线程-%@", [NSThread currentThread]);
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("Felix", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        dispatch_sync(queue, ^{
            NSLog(@"并发&同步线程%d-%@", i, [NSThread currentThread]);
        });
    }
}
--------------------输出结果:-------------------
// 主线程-<NSThread: 0x600003b64fc0>{number = 1, name = main}
// 串行&同步线程0-<NSThread: 0x600003b64fc0>{number = 1, name = main}
// 串行&同步线程1-<NSThread: 0x600003b64fc0>{number = 1, name = main}
// ...按顺序输出
--------------------输出结果:-------------------
复制代码

4.并发+异步

任务乱序执行,开辟线程

- (void)test {
    NSLog(@"主线程-%@", [NSThread currentThread]);
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("Felix", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        dispatch_async(queue, ^{
            NSLog(@"并发&异步线程%d-%@", i, [NSThread currentThread]);
        });
    }
}
--------------------输出结果:-------------------
// 主线程-<NSThread: 0x600002a9cd40>{number = 1, name = main}
// 并发&异步线程1-<NSThread: 0x600002a9ca40>{number = 5, name = (null)}
// 并发&异步线程0-<NSThread: 0x600002add3c0>{number = 4, name = (null)}
// ...乱序输出
--------------------输出结果:-------------------
复制代码

下面来看一下主队列全局队列的使用情况:

5.主队列+同步

相互等待,造成死锁

- (void)test {
    NSLog(@"主线程-%@", [NSThread currentThread]);
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        dispatch_sync(queue, ^{
            NSLog(@"主队列&同步线程%d-%@", i, [NSThread currentThread]);
        });
    }
}
--------------------输出结果:-------------------
// 主线程-<NSThread: 0x600001980d40>{number = 1, name = main}
// 崩溃...
--------------------输出结果:-------------------
复制代码

6.主队列+异步

任务一个接一个执行,不开辟线程

- (void)test {
    NSLog(@"主线程-%@", [NSThread currentThread]);
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        dispatch_async(queue, ^{
            NSLog(@"主队列&异步线程%d-%@", i, [NSThread currentThread]);
        });
    }
}
--------------------输出结果:-------------------
// 主线程-<NSThread: 0x600001980d40>{number = 1, name = main}
// 主队列&异步线程0-<NSThread: 0x600001980d40>{number = 1, name = main}
// 主队列&异步线程1-<NSThread: 0x600001980d40>{number = 1, name = main}
// ...按顺序输出
--------------------输出结果:-------------------
复制代码

7.全局队列+同步

任务一个接一个执行,不开辟线程(同并发+同步)

- (void)test {
    NSLog(@"主线程-%@", [NSThread currentThread]);
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        dispatch_sync(queue, ^{
            NSLog(@"全局队列&同步线程%d-%@", i, [NSThread currentThread]);
        });
    }
}
--------------------输出结果:-------------------
// 主线程-<NSThread: 0x600001980d40>{number = 1, name = main}
// 全局队列&同步线程0-<NSThread: 0x60000099c080>{number = 1, name = main}
// 全局队列&同步线程1-<NSThread: 0x60000099c080>{number = 1, name = main}
// ...按顺序输出
--------------------输出结果:-------------------
复制代码

8.全局队列+异步

任务乱序执行,开辟线程(同并发+异步)

- (void)test {
    NSLog(@"主线程-%@", [NSThread currentThread]);
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        dispatch_async(queue, ^{
            NSLog(@"全局队列&异步线程%d-%@", i, [NSThread currentThread]);
        });
    }
}
--------------------输出结果:-------------------
// 主线程-<NSThread: 0x600001cd4ec0>{number = 1, name = main}
// 全局队列&异步线程2-<NSThread: 0x600001c8eb00>{number = 3, name = (null)}
// 全局队列&异步线程3-<NSThread: 0x600001c82b80>{number = 7, name = (null)}
// ...乱序输出
--------------------输出结果:-------------------
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总结一下:

执行\队列 串行队列 并发队列 主队列 全局队列
同步执行 按序执行,不开辟线程 按序执行,不开辟线程 死锁 按序执行,不开辟线程
异步执行 按序执行,开辟线程 乱序执行,开辟线程 按序执行,不开辟线程 乱序执行,开辟线程

四、dispatch_after

dispatch_after表示在某队列中的block延迟执行

应用场景:在主队列上延迟执行一项任务,如viewDidload之后延迟1s,提示一个alertview(是延迟加入到队列,而不是延迟执行)

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
    NSLog(@"2秒后输出");
});
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五、dispatch_once

dispatch_once保证在App运行期间,block中的代码只执行一次

应用场景:单例method-Swizzling

static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
    //创建单例、method swizzled或其他任务
});
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六、dispatch_apply

dispatch_apply将指定的Block追加到指定的队列中重复执行,并等到全部的处理执行结束——相当于线程安全的for循环

应用场景:用来拉取网络数据后提前算出各个控件的大小,防止绘制时计算,提高表单滑动流畅性

  • 添加到串行队列中——按序执行
  • 添加到主队列中——死锁
  • 添加到并发队列中——乱序执行
  • 添加到全局队列中——乱序执行
- (void)test {
    /**
     param1:重复次数
     param2:追加的队列
     param3:执行任务
     */
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("Felix", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    NSLog(@"dispatch_apply前");
    dispatch_apply(10, queue, ^(size_t index) {
        NSLog(@"dispatch_apply的线程%zu-%@", index, [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"dispatch_apply后");
}
--------------------输出结果:-------------------
// dispatch_apply前
// dispatch_apply的线程0-<NSThread: 0x6000019f8d40>{number = 1, name = main}
// ...是否按序输出与串行队列还是并发队列有关
// dispatch_apply后
--------------------输出结果:-------------------
复制代码

七、dispatch_group_t

dispatch_group_t:调度组将任务分组执行,能监听任务组完成,并设置等待时间

应用场景:多个接口请求之后刷新页面

1.dispatch_group_async

dispatch_group_notifydispatch_group_async执行结束之后会受到通知

- (void)test {
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        NSLog(@"请求一完成");
    });
    
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        NSLog(@"请求二完成");
    });
    
    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"刷新页面");
    });
}
--------------------输出结果:-------------------
// 请求二完成
// 请求一完成
// 刷新页面
--------------------输出结果:-------------------
复制代码

2.dispatch_group_enter & dispatch_group_leave

dispatch_group_enterdispatch_group_leave成对出现,使进出组的逻辑更加清晰

- (void)test {
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    
    dispatch_group_enter(group);
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"请求一完成");
        dispatch_group_leave(group);
    });
    
    dispatch_group_enter(group);
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"请求二完成");
        dispatch_group_leave(group);
    });
    
    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"刷新页面");
    });
}
--------------------输出结果:-------------------
// 请求二完成
// 请求一完成
// 刷新页面
--------------------输出结果:-------------------
复制代码

调度组要注意搭配使用,必须先进组再出组,缺一不可

3.dispatch_group_wait使用

long dispatch_group_wait(dispatch_group_t group, dispatch_time_t timeout)

  • group:需要等待的调度组
  • timeout:等待的超时时间(即等多久)
    • 设置为DISPATCH_TIME_NOW意味着不等待直接判定调度组是否执行完毕
    • 设置为DISPATCH_TIME_FOREVER则会阻塞当前调度组,直到调度组执行完毕
  • 返回值:为long类型
    • 返回值为0——在指定时间内调度组完成了任务
    • 返回值不为0——在指定时间内调度组没有按时完成任务

将上述调度组代码进行改写

- (void)test {
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    
    dispatch_group_enter(group);
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"请求一完成");
        dispatch_group_leave(group);
    });
    
    dispatch_group_enter(group);
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"请求二完成");
        dispatch_group_leave(group);
    });
    
    long timeout = dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_NOW);
//    long timeout = dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
//    long timeout = dispatch_group_wait(group, dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 1 * NSEC_PER_SEC));
    NSLog(@"timeout=%ld", timeout);
    if (timeout == 0) {
        NSLog(@"按时完成任务");
    } else {
        NSLog(@"超时");
    }
    
    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"刷新页面");
    });
}
--------------------输出结果:-------------------
// timeout=49
// 请求一完成
// 请求二完成
// 超时
// 刷新页面
--------------------输出结果:-------------------
复制代码

八、dispatch_barrier_sync & dispatch_barrier_async

应用场景:同步锁

前文已经提过并发执行异步队列会开辟线程,而任务也会因为任务复杂度和cpu的调度导致各个乱序执行完毕,比如上图中的任务3明明是先于任务4执行,但是晚于任务4执行完毕

此时GCD就提供了两个API——dispatch_barrier_syncdispatch_barrier_async,使用这两个API就能将多个任务进行分组——等栅栏前追加到队列中的任务执行完毕后,再将栅栏后的任务追加到队列中。简而言之,就是先执行栅栏前任务,再执行栅栏任务,最后执行栅栏后任务

1.串行队列使用栅栏函数

- (void)test {
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("Felix", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    NSLog(@"开始——%@", [NSThread currentThread]);
    dispatch_async(queue, ^{
        sleep(2);
        NSLog(@"延迟2s的任务1——%@", [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"第一次结束——%@", [NSThread currentThread]);
    
//    dispatch_barrier_async(queue, ^{
//        NSLog(@"----------栅栏任务----------%@", [NSThread currentThread]);
//    });
//    NSLog(@"栅栏结束——%@", [NSThread currentThread]);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        sleep(1);
        NSLog(@"延迟1s的任务2——%@", [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"第二次结束——%@", [NSThread currentThread]);
}
复制代码

不使用栅栏函数

开始——<NSThread: 0x600001068900>{number = 1, name = main}
第一次结束——<NSThread: 0x600001068900>{number = 1, name = main}
第二次结束——<NSThread: 0x600001068900>{number = 1, name = main}
延迟2s的任务1——<NSThread: 0x600001025ec0>{number = 3, name = (null)}
延迟1s的任务2——<NSThread: 0x600001025ec0>{number = 3, name = (null)}
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使用栅栏函数

开始——<NSThread: 0x6000001bcf00>{number = 1, name = main}
第一次结束——<NSThread: 0x6000001bcf00>{number = 1, name = main}
栅栏结束——<NSThread: 0x6000001bcf00>{number = 1, name = main}
第二次结束——<NSThread: 0x6000001bcf00>{number = 1, name = main}
延迟2s的任务1——<NSThread: 0x6000001fcf00>{number = 5, name = (null)}
----------栅栏任务----------<NSThread: 0x6000001bcf00>{number = 1, name = main}
延迟1s的任务2——<NSThread: 0x6000001fcf00>{number = 5, name = (null)}
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栅栏函数的作用是将队列中的任务进行分组,所以我们只要关注任务1任务2

结论:由于串行队列异步执行任务是一个接一个执行完毕的,所以使用栅栏函数没意义

2.并发队列使用栅栏函数

- (void)test {
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("Felix", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    NSLog(@"开始——%@", [NSThread currentThread]);
    dispatch_async(queue, ^{
        sleep(2);
        NSLog(@"延迟2s的任务1——%@", [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"第一次结束——%@", [NSThread currentThread]);
    
//    dispatch_barrier_async(queue, ^{
//        NSLog(@"----------栅栏任务----------%@", [NSThread currentThread]);
//    });
//    NSLog(@"栅栏结束——%@", [NSThread currentThread]);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        sleep(1);
        NSLog(@"延迟1s的任务2——%@", [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"第二次结束——%@", [NSThread currentThread]);
}
复制代码

不使用栅栏函数

开始——<NSThread: 0x600002384f00>{number = 1, name = main}
第一次结束——<NSThread: 0x600002384f00>{number = 1, name = main}
第二次结束——<NSThread: 0x600002384f00>{number = 1, name = main}
延迟1s的任务2——<NSThread: 0x6000023ec300>{number = 5, name = (null)}
延迟2s的任务1——<NSThread: 0x60000238c180>{number = 7, name = (null)}
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使用栅栏函数

开始——<NSThread: 0x600000820bc0>{number = 1, name = main}
第一次结束——<NSThread: 0x600000820bc0>{number = 1, name = main}
栅栏结束——<NSThread: 0x600000820bc0>{number = 1, name = main}
第二次结束——<NSThread: 0x600000820bc0>{number = 1, name = main}
延迟2s的任务1——<NSThread: 0x600000863c80>{number = 4, name = (null)}
----------栅栏任务----------<NSThread: 0x600000863c80>{number = 4, name = (null)}
延迟1s的任务2——<NSThread: 0x600000863c80>{number = 4, name = (null)}
复制代码

结论:由于并发队列异步执行任务是乱序执行完毕的,所以使用栅栏函数可以很好的控制队列内任务执行的顺序

3.dispatch_barrier_sync/dispatch_barrier_async区别

  • dispatch_barrier_async:前面的任务执行完毕才会来到这里
  • dispatch_barrier_sync:作用相同,但是这个会堵塞线程,影响后面的任务执行

将案例二中的dispatch_barrier_async改成dispatch_barrier_sync

开始——<NSThread: 0x600001040d40>{number = 1, name = main}
第一次结束——<NSThread: 0x600001040d40>{number = 1, name = main}
延迟2s的任务1——<NSThread: 0x60000100ce40>{number = 6, name = (null)}
----------栅栏任务----------<NSThread: 0x600001040d40>{number = 1, name = main}
栅栏结束——<NSThread: 0x600001040d40>{number = 1, name = main}
第二次结束——<NSThread: 0x600001040d40>{number = 1, name = main}
延迟1s的任务2——<NSThread: 0x60000100ce40>{number = 6, name = (null)}
复制代码

结论:dispatch_barrier_async可以控制队列中任务的执行顺序,而dispatch_barrier_sync不仅阻塞了队列的执行,也阻塞了线程的执行(尽量少用)

4.栅栏函数注意点

  1. 尽量使用自定义的并发队列
    • 使用全局队列起不到栅栏函数的作用
    • 使用全局队列时由于对全局队列造成堵塞,可能致使系统其他调用全局队列的地方也堵塞从而导致崩溃(并不是只有你在使用这个队列)
  2. 栅栏函数只能控制同一并发队列:打个比方,平时在使用AFNetworking做网络请求时为什么不能用栅栏函数起到同步锁堵塞的效果,因为AFNetworking内部有自己的队列

九、dispatch_semaphore_t

应用场景:同步当锁, 控制GCD最大并发数

  • dispatch_semaphore_create():创建信号量
  • dispatch_semaphore_wait():等待信号量,信号量减1。当信号量< 0时会阻塞当前线程,根据传入的等待时间决定接下来的操作——如果永久等待将等到信号(signal)才执行下去
  • dispatch_semaphore_signal():释放信号量,信号量加1。当信号量>= 0 会执行wait之后的代码

下面这段代码要求使用信号量来按序输出(当然栅栏函数可以满足要求)

- (void)test {
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("Felix", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        dispatch_async(queue, ^{
            NSLog(@"当前%d----线程%@", i, [NSThread currentThread]);
        });
        // 使用栅栏函数
        // dispatch_barrier_async(queue, ^{});
    }
}
复制代码

利用信号量的API来进行代码改写

- (void)test {
    // 创建信号量
    dispatch_semaphore_t sem = dispatch_semaphore_create(0);
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("Felix", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        dispatch_async(queue, ^{
            NSLog(@"当前%d----线程%@", i, [NSThread currentThread]);
            // 打印任务结束后信号量解锁
            dispatch_semaphore_signal(sem);
        });
        // 由于异步执行,打印任务会较慢,所以这里信号量加锁
        dispatch_semaphore_wait(sem, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    }
}
复制代码

输出结果

当前0----线程<NSThread: 0x600000c2c000>{number = 5, name = (null)}
当前1----线程<NSThread: 0x600000c2c000>{number = 5, name = (null)}
当前2----线程<NSThread: 0x600000c2c000>{number = 5, name = (null)}
当前3----线程<NSThread: 0x600000c2c000>{number = 5, name = (null)}
当前4----线程<NSThread: 0x600000c2c000>{number = 5, name = (null)}
当前5----线程<NSThread: 0x600000c2c000>{number = 5, name = (null)}
当前6----线程<NSThread: 0x600000c2c000>{number = 5, name = (null)}
当前7----线程<NSThread: 0x600000c2c000>{number = 5, name = (null)}
当前8----线程<NSThread: 0x600000c2c000>{number = 5, name = (null)}
当前9----线程<NSThread: 0x600000c2c000>{number = 5, name = (null)}
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如果当创建信号量时传入值为1又会怎么样呢?

  • i=0时有可能先打印,也可能会先发出wait信号量-1,但是wait之后信号量为0不会阻塞线程,所以进入i=1
  • i=1时有可能先打印,也可能会先发出wait信号量-1,但是wait之后信号量为-1阻塞线程,等待signal再执行下去
当前1----线程<NSThread: 0x600001448d40>{number = 3, name = (null)}
当前0----线程<NSThread: 0x60000140c240>{number = 6, name = (null)}
当前2----线程<NSThread: 0x600001448d40>{number = 3, name = (null)}
当前3----线程<NSThread: 0x60000140c240>{number = 6, name = (null)}
当前4----线程<NSThread: 0x60000140c240>{number = 6, name = (null)}
当前5----线程<NSThread: 0x600001448d40>{number = 3, name = (null)}
当前6----线程<NSThread: 0x600001448d40>{number = 3, name = (null)}
当前7----线程<NSThread: 0x60000140c240>{number = 6, name = (null)}
当前8----线程<NSThread: 0x600001448d40>{number = 3, name = (null)}
当前9----线程<NSThread: 0x60000140c240>{number = 6, name = (null)}
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结论:

  • 创建信号量时传入值为1时,可以通过两次才堵塞
  • 传入值为2时,可以通过三次才堵塞

十、dispatch_source

应用场景:GCDTimer

1.定义及使用

dispatch_source是一种基本的数据类型,可以用来监听一些底层的系统事件

  • Timer Dispatch Source:定时器事件源,用来生成周期性的通知或回调
  • Signal Dispatch Source:监听信号事件源,当有UNIX信号发生时会通知
  • Descriptor Dispatch Source:监听文件或socket事件源,当文件或socket数据发生变化时会通知
  • Process Dispatch Source:监听进程事件源,与进程相关的事件通知
  • Mach port Dispatch Source:监听Mach端口事件源
  • Custom Dispatch Source:监听自定义事件源

主要使用的API:

  • dispatch_source_create: 创建事件源
  • dispatch_source_set_event_handler: 设置数据源回调
  • dispatch_source_merge_data: 设置事件源数据
  • dispatch_source_get_data: 获取事件源数据
  • dispatch_resume: 继续
  • dispatch_suspend: 挂起
  • dispatch_cancle: 取消

2.自定义定时器

在iOS开发中一般使用NSTimer来处理定时逻辑,但NSTimer是依赖Runloop的,而Runloop可以运行在不同的模式下。如果NSTimer添加在一种模式下,当Runloop运行在其他模式下的时候,定时器就挂机了;又如果Runloop在阻塞状态,NSTimer触发时间就会推迟到下一个Runloop周期。因此NSTimer在计时上会有误差,并不是特别精确,而GCD定时器不依赖Runloop,计时精度要高很多

@property (nonatomic, strong) dispatch_source_t timer;
//1.创建队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
//2.创建timer
_timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
//3.设置timer首次执行时间,间隔,精确度
dispatch_source_set_timer(_timer, DISPATCH_TIME_NOW, 2.0 * NSEC_PER_SEC, 0.1 * NSEC_PER_SEC);
//4.设置timer事件回调
dispatch_source_set_event_handler(_timer, ^{
    NSLog(@"GCDTimer");
});
//5.默认是挂起状态,需要手动激活
dispatch_resume(_timer);
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使用dispatch_source自定义定时器注意点:

  • GCDTimer需要强持有,否则出了作用域立即释放,也就没有了事件回调
  • GCDTimer默认是挂起状态,需要手动激活
  • GCDTimer没有repeat,需要封装来增加标志位控制
  • GCDTimer如果存在循环引用,使用weak+strong或者提前调用dispatch_source_cancel取消timer
  • dispatch_resumedispatch_suspend调用次数需要平衡
  • source挂起状态下,如果直接设置source = nil或者重新创建source都会造成crash。正确的方式是在激活状态下调用dispatch_source_cancel(source)释放当前的source

GCD-API总结

API 说明
dispatch_sync() 同步执行
dispatch_async() 异步执行
dispatch_queue_create() 创建队列
dispatch_get_main_queue() 获取主队列
dispatch_get_global_queue() 获取全局队列
dispatch_after() 延时执行
dispatch_once() 一次性执行
dispatch_apply() 提交队列
dispatch_group_create() 创建调度组
dispatch_group_async() 执行进组任务
dispatch_group_enter()/
dispatch_group_leave()
将调度组中的任务未执行完毕的任务数目加减1
(两个函数要配合使用)
dispatch_group_wait() 设置等待时间(成功为0)
dispatch_barrier_sync() 同步栅栏函数
dispatch_barrier_async() 异步栅栏函数
dispatch_group_notify() 监听队列组执行完毕
dispatch_semaphore_creat() 创建信号量
dispatch_semaphore_wait() 等待信号量
dispatch_semaphore_signal() 释放信号量
dispatch_source_create 创建源
dispatch_source_set_event_handler 设置源事件回调
dispatch_source_merge_data 源事件设置数据
dispatch_source_get_data 获取源事件数据
dispatch_resume 继续
dispatch_suspend 挂起
dispatch_cancle 取消

写在后面

下篇文章将探索GCD的底层原理,GCD应用中的部分坑点会在多线程面试题中进行补充

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iOS
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