IOS開發之多線程NSThiread GCD NSOperation Runloop

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IOS中的進程和線程

通長來說一個app就是一個進程
ios開發中較少的運用進程間的通信（XPC)，絕大多數使用線程。
在ios開發中，為瞭保證流暢性以及線程安全，所有與UI相關的操作都應該放在主線程，所以有時候主線程也叫UI線程。
影響UI體驗，耗時時間較長的操作，盡量放到非主線程中。比如網絡請求以及和本地的IO操作。
在IOS開發中有關於多線程的知識點主要包括：NSThread、GCD、NSOperation和Runloop

NSThread

NSthread就是一個線程，它的底層是對pthread的封裝，用於創建一個新的線程，我們也可以通過NSThread中的一些屬性來獲取信息，比如currentThread，isMainThread。

@property (readonly) BOOL isMainThread API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
@property (class, readonly, strong) NSThread *currentThread;

比如我們在子線程中從網絡請求圖片(因為網絡請求比較耗時)，並顯示在UI頁面中。

NSThread *downLoadImageThread = [[NSThread alloc] initWithBlock:^{
    //將高耗時的獲取圖片的代碼放到子線程中執行
    UIImage *image = [UIImage imageWithData:[NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:item.picUrl]]];
    self.rightimageView.image = image;  //UI操作必須在主線程中執行,否則會報警
}];
//設置線程名字
downLoadImageThread.name = @"downLoadImageThread";
[downLoadImageThread start]; //執行此線程

上面的代碼中，我們把UI顯示的操作放在瞭子線程中，這是不合規范的，因為在ios中，UI操作的代碼都必須放在主線程中，否則系統會報警。

報警如圖：

GCD

GCD是代碼中dispatch開頭的相關的代碼。GCD解決瞭NSThread使用的不方便。它將對線程的操作變成瞭對隊列的操作。它簡化瞭我們對線程的管理，GCD在底層為我們實現瞭一個線程池自動的管理線程，我們隻要對隊列操作就可以瞭。和線程一樣，隊列也分主隊列和非主隊列，主隊列裡存放的是主線程，非主隊列裡存放的是非主線程。
如下圖：

GCD中主要有三種隊列：
第一：是主線程對應的主隊列。

dispatch_queue_main_t mainQueue = dispatch_get_main_queue(); //獲取主隊列

第二：非主線程按照優先級分為4中不同優先級的非主隊列。High/default/Low/Background
其定義的函數如下，其中第一個參數是優先級的選擇，第二個參數暫時用不到可以填0

dispatch_queue_global_t downoadQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); //獲取非主隊列

第三：自定義隊列
創建函數如下：第一個參數是設定隊列的名字，第二個參數 是設定隊列是串行的，還是並發的。至於串行隊列和並發隊列的概念，下面會仔細分析。
串行：DISPATCH_QUEUE_SERIAL
並行：DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT

dispatch_queue_t dispatch_queue_create(const char *_Nullable label,
		dispatch_queue_attr_t _Nullable attr);

GCD的使用，分為同步執行和異步執行。
同步執行，也就是代碼一行一行的執行。其函數調用如下：

dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, DISPATCH_NOESCAPE dispatch_block_t block);

其中第一個參數的隊列名，第二個參數是代碼塊，代碼塊中是我們要在該線程中執行的代碼。
異步執行，就是代碼可以跳出當前代碼塊，執行當前代碼之後的代碼，其函數調用如下：

dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

其中第一個參數是隊列名，第二個參數是要執行的代碼塊。
還有一種執行方式，是延遲執行，其函數調用如下：

void dispatch_after(dispatch_time_t when, dispatch_queue_t queue,
		dispatch_block_t block);

第一個參數是延遲時間，後面參數同上。
概念解讀：
同步執行：隻能在當前線程中執行任務，不具備開啟新線程的能力。
異步執行：異步添加任務到指定的隊列中，它不會做任何等待，可以繼續執行任務。可以在新的線程中執行任務，具備開啟（創建）新線程的能力。
串行隊列：每次隻有一個任務被執行，讓任務一個接著一個地執行。隻開啟一個線程，一個任務執行完畢後，再執行下一個任務。
並行隊列：可以讓多個任務並打（同時）執行。（可以開啟多個線程，並且同時執行任務）
註意：並行隊列的並發功能隻有在異步方法下才有效。

這裡，我舉一個例子，來解釋一下串行隊列和並發隊列的區別，以及同步執行和異步執行的區別。
假設現在有 5 個人要穿過一道門禁，這道門禁總共有 10 個入口，管理員可以決定同一時間打開幾個入口，可以決定同一時間讓一個人單獨通過還是多個人一起通過。不過默認情況下，管理員隻開啟一個入口，且一個通道一次隻能通過一個人。
這個故事裡，人好比是 任務，管理員好比是 系統，入口則代表 線程。
5個人表示有 5 個任務，10 個入口代表 10 條線程。
串行隊列 好比是 5 個人排成一支長隊。
並發隊列 好比是 5 個人排成多支隊伍，比如 2 隊，或者 3 隊。
同步任務 好比是管理員隻開啟瞭一個入口（當前線程）。
異步任務 好比是管理員同時開啟瞭多個入口（當前線程 + 新開的線程）。
『異步執行 + 並發隊列』 可以理解為：現在管理員開啟瞭多個入口（比如 3 個入口），5 個人排成瞭多支隊伍（比如 3 支隊伍），這樣這 5 個人就可以 3 個人同時一起穿過門禁瞭。
『同步執行 + 並發隊列』 可以理解為：現在管理員隻開啟瞭 1 個入口，5 個人排成瞭多支隊伍。雖然這 5 個人排成瞭多支隊伍，但是隻開瞭 1 個入口啊，這 5 個人雖然都想快點過去，但是 1 個入口一次隻能過 1 個人，所以大傢就隻好一個接一個走過去瞭，表現的結果就是：順次通過入口。
換成 GCD 裡的語言就是說：
『異步執行 + 並發隊列』就是：系統開啟瞭多個線程（主線程+其他子線程），任務可以多個同時運行。
『同步執行 + 並發隊列』就是：系統隻默認開啟瞭一個主線程，沒有開啟子線程，雖然任務處於並發隊列中，但也隻能一個接一個執行瞭。
下面我用GCD來優化一下上面UI操作在子線程中執行的警告問題：

//方法三：使用GCD實現
    dispatch_queue_global_t downoadQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); //獲取非主隊列
    dispatch_queue_main_t mainQueue = dispatch_get_main_queue(); //獲取主隊列
    //在非主隊列中，異步執行，執行獲取圖片的高耗時操作
    //異步：打開瞭多道門，可以同時穿過門（多線程）具備開啟新線程的能力
    dispatch_async(downoadQueue, ^{  //異步 ,非主隊列
        UIImage *image = [UIImage imageWithData:[NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:item.picUrl]]];
        dispatch_async(mainQueue, ^{  //異步,主線程中執行UI操作
            //在主線程中執行UI操作，異步執行
            self.rightimageView.image = image;  //UI操作必須在主線程中執行,否則會報警
        });
    });

NSOperation

由於GCD並沒有針對面向對象的封裝，而我們要執行的代碼都是寫在block中的，如果我們要取消執行一般的block，或者要在多個block之間實現同步和互斥，操作起來都比較復雜。
對於更上層的封裝，系統為我們提供瞭NSOperation，它是系統對GCD的一個面向對象的封裝。
關於NSOperation，我後面深入瞭解後，再進行分享吧。

Runloop

配合著線程是如何進行業務邏輯的操作，以及業務邏輯的執行的，對於每一個線程，系統都提供瞭一個內部實現，這個內部實現就是Runloop。Runloop就是配合著底層的thread，來處理我們的手勢，交互，以及一些端口的管理等。

舉個例子，主線程為什麼會一直存在不被銷毀，底層就是Runloop在維護，它讓主線程在不執行的時候進行睡眠。

最後，我們從宏觀對IOS的多線程有一個認識。

以上就是IOS開發之多線程NSThiread GCD NSOperation Runloop的詳細內容，更多關於IOS開發之多線程的資料請關註WalkonNet其它相關文章！

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