关于iOS多线程

基本概念

计算机操作系统都有的基本概念，以下概念简单方式来描述。
进程：一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。可以理解成一个运行中的应用程序。
线程：程序执行流的最小单元，线程是进程中的一个实体。
同步：只能在当前线程按先后顺序依次执行，不开启新线程。
异步：可以在当前线程开启多个新线程执行，可不按顺序执行。
队列：装载线程任务的队形结构。
并发：线程执行可以同时一起进行执行。
串行：线程执行只能依次逐一先后有序的执行。

进程和线程的比较

1. 线程是CPU调用(执行任务)的最小单位。
2. 进程是CPU分配资源的最小单位。
3. 一个进程中至少要有一个线程。
4. 同一个进程内的线程共享进程的资源。

一个进程可有多个线程，一个进程可有多个队列，队列可分并发队列和串行队列。

另外说到多线程就说说并发和并行，在知乎上看到一个人的回答感觉很形象：
并发的关键是你有处理多个任务的能力，不一定要同时。
并行的关键是你有同时处理多个任务的能力。
它们的关键点就是：是否是同时

多线程原理

同一时间，CPU只能处理1条线程，只有1条线程在工作（执行），多线程并发（同时）执行，其实是CPU快速地在多条线程之间调度（切换），如果CPU调度线程的时间足够快，就造成了多线程并发执行的假象。
那么如果线程非常非常多，会发生什么情况？
CPU会在N多线程之间调度，CPU会累死，消耗大量的CPU资源，同时每条线程被调度执行的频次也会会降低（线程的执行效率降低）。
因此我们一般只开3-5条线程。

多线程优缺点

多线程的优点
能适当提高程序的执行效率
能适当提高资源利用率（CPU、内存利用率）
多线程的缺点
创建线程是有开销的，iOS下主要成本包括：内核数据结构（大约1KB）、栈空间（子线程512KB、主线程1MB，也可以使用-setStackSize:设置，但必须是4K的倍数，而且最小是16K），创建线程大约需要90毫秒的创建时间
如果开启大量的线程，会降低程序的性能，线程越多，CPU在调度线程上的开销就越大。
程序设计更加复杂：比如线程之间的通信、多线程的数据共享等问题。

多线程的应用

主线程的主要作用
显示/刷新UI界面
处理UI事件（比如点击事件、滚动事件、拖拽事件等）
主线程的使用注意
别将比较耗时的操作放到主线程中
耗时操作会卡住主线程，严重影响UI的流畅度，给用户一种“卡”的坏体验
将耗时操作放在子线程中执行，提高程序的执行效率

iOS多线程几种实现方式

iOS 中实现多线程的方法有4种

• Pthreads
• NSThread
• GCD
• NSOperation
  其中pthread，GCD是基于C的。NSThread，NSOperationQueue基于OC的。

iOS多线程的对比

由于开发中都是用NSThread，GCD，NSOperation。所以此处只比较这三种

NSThread

每个NSThread对象对应一个线程，真正最原始的线程。
优点：NSThread 轻量级最低，相对简单。
缺点：手动管理所有的线程活动，如生命周期、线程同步、睡眠等。

NSOperation

自带线程管理的抽象类。
优点：自带线程周期管理，操作上可更注重自己逻辑。
缺点：面向对象的抽象类，只能实现它或者使用它定义好的两个子类：NSInvocationOperation 和 NSBlockOperation。

GCD

Grand Central Dispatch (GCD)是Apple开发的一个多核编程的解决方法。
优点：最高效，避开并发陷阱。
缺点：基于C实现。

多线程的实现

由于pthread几乎不使用，这里不做讨论

一、NSThread的实现

1.创建线程

// 方法一：创建线程，需要自己开启线程
NSThread *thread = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
// 开启线程
[thread start];

// 方法二：创建线程后自动启动线程
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run) toTarget:self withObject:nil];

// 方法三：隐式创建并启动线程
[self performSelectorInBackground:@selector(run) withObject:nil];

后面两种方法都不用我们开启线程，相对方便快捷，但是没有办法拿到子线程对象，没有办法对子线程进行更详细的设置，例如线程名字和优先级等。

2.NSThread的属性

// 获取当前线程
 + (NSThread *)currentThread;
 // 创建启动线程
 + (void)detachNewThreadSelector:(SEL)selector toTarget:(id)target withObject:(id)argument;
 // 判断是否是多线程
 + (BOOL)isMultiThreaded;
 // 线程休眠 NSDate 休眠到什么时候
 + (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;
 // 线程休眠时间
 + (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;
 // 结束/退出当前线程
 + (void)exit;
 // 获取当前线程优先级
 + (double)threadPriority;
 // 设置线程优先级 默认为0.5 取值范围为0.0 - 1.0
 // 1.0优先级最高
 // 设置优先级
 + (BOOL)setThreadPriority:(double)p;
 // 获取指定线程的优先级
 - (double)threadPriority NS_AVAILABLE(10_6, 4_0);
 - (void)setThreadPriority:(double)p NS_AVAILABLE(10_6, 4_0);

 // 设置线程的名字
 - (void)setName:(NSString *)n NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);
 - (NSString *)name NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);

 // 判断指定的线程是否是 主线程
 - (BOOL)isMainThread NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);
 // 判断当前线程是否是主线程
 + (BOOL)isMainThread NS_AVAILABLE(10_5, 2_0); // reports whether current thread is main
 // 获取主线程
 + (NSThread *)mainThread NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);

 - (id)init NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);    // designated initializer
 // 创建线程
 - (id)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)selector object:(id)argument NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);
 // 指定线程是否在执行
 - (BOOL)isExecuting NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);
 // 线程是否完成
 - (BOOL)isFinished NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);
 // 线程是否被取消 (是否给当前线程发过取消信号)
 - (BOOL)isCancelled NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);
 // 发送线程取消信号的 最终线程是否结束 由 线程本身决定
 - (void)cancel NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);
 // 启动线程
 - (void)start NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);

 // 线程主函数  在线程中执行的函数 都要在-main函数中调用，自定义线程中重写-main方法
 - (void)main NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);    // thread body metho

3.NSThread线程的状态

启动线程
- (void)start;
// 进入就绪状态 -> 运行状态。当线程任务执行完毕，自动进入死亡状态

阻塞（暂停）线程
+ (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;
+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;
// 进入阻塞状态

强制停止线程
+ (void)exit;
// 进入死亡状态

4.NSThread多线程安全隐患

多线程安全隐患的原因：1块资源可能会被多个线程共享，也就是多个线程可能会访问同一块资源，比如多个线程访问同一个对象、同一个变量、同一个文件。
那么当多个线程访问同一块资源时，很容易引发数据错乱和数据安全问题。
针对NSThread多线程安全隐患。我们可以使用互斥锁

@synchronized(锁对象) {
// 需要锁定的代码
}

互斥锁的使用前提：多条线程抢夺同一块资源时
注意：锁定1份代码只用1把锁，用多把锁是无效的
互斥锁的优缺点
优点：能有效防止因多线程抢夺资源造成的数据安全问题
缺点：需要消耗大量的CPU资源

5.NSThread线程之间的通信

什么叫做线程间通信
在1个进程中，线程往往不是孤立存在的，多个线程之间需要经常进行通信，例如我们在子线程完成下载图片后，回到主线程刷新UI显示图片
线程间通信的体现
1个线程传递数据给另1个线程
在1个线程中执行完特定任务后，转到另1个线程继续执行任务
线程间通信常用的方法

// 返回主线程
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
// 返回指定线程
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;

二、NSOperation的实现

NSOperation 是苹果公司对 GCD 的封装，完全面向对象，并比GCD多了一些更简单实用的功能，所以使用起来更加方便易于理解。NSOperation 和NSOperationQueue 分别对应 GCD 的 任务 和 队列。
NSOperation和NSOperationQueue实现多线程的具体步骤

• 将需要执行的操作封装到一个NSOperation对象中
• 将NSOperation对象添加到NSOperationQueue中
  系统会自动将NSOperationQueue中的NSOperation取出来，并将取出的NSOperation封装的操作放到一条新线程中执行

1.NSOperation的创建

NSOperation是个抽象类，并不具备封装操作的能力，必须使用它的子类
使用NSOperation子类的方式有3种

NSInvocationOperation

 /*
  第一个参数:目标对象
  第二个参数:选择器,要调用的方法
  第三个参数:方法要传递的参数
  */
NSInvocationOperation *op  = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(download) object:nil];
//启动操作
[op start];

NSBlockOperation（最常用）

//1.封装操作
NSBlockOperation *op = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    //要执行的操作，在主线程中执行
    NSLog(@"1------%@",[NSThread currentThread]);
}];
//2.追加操作，追加的操作在子线程中执行，可以追加多条操作
[op addExecutionBlock:^{
     NSLog(@"---download2--%@",[NSThread currentThread]);
 }];
[op start];

自定义子类继承NSOperation，实现内部相应的方法

// 重写自定义类的main方法实现封装操作
-(void)main
{
 // 要执行的操作
}

// 实例化一个自定义对象，并执行操作
CLOperation *op = [[CLOperation alloc]init];
[op start];

自定义类封装性高，复用性高。

2.NSOperationQueue的使用

主队列：通过mainQueue获得，凡是放到主队列中的任务都将在主线程执行
非主队列：直接alloc init出来的队列。非主队列同时具备了并发和串行的功能，通过设置最大并发数属性来控制任务是并发执行还是串行执行
NSOperationQueue的作用
NSOperation可以调用start方法来执行任务，但默认是同步执行的
如果将NSOperation添加到NSOperationQueue（操作队列）中，系统会自动异步执行NSOperation中的操作

添加操作到NSOperationQueue中

- (void)addOperation:(NSOperation *)op;
- (void)addOperationWithBlock:(void (^)(void))block;

注意：将操作添加到NSOperationQueue中，就会自动启动，不需要再自己启动了addOperation 内部调用 start方法
start方法 内部调用 main方法

3.NSOperation和NSOperationQueue结合使用创建多线程

注：这里使用NSBlockOperation示例，其他两种方法一样
    // 1. 创建非主队列 同时具备并发和串行的功能，默认是并发队列
    NSOperationQueue *queue =[[NSOperationQueue alloc]init];
    //NSBlockOperation 不论封装操作还是追加操作都是异步并发执行
    // 2. 封装操作
    NSBlockOperation *op1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSLog(@"download1 -- %@",[NSThread currentThread]);
    }];
    // 3. 将封装操作加入主队列
    // 也可以不获取封装操作对象 直接添加操作到队列中
    //[queue addOperationWithBlock:^{
    // 操作
    //}];
    [queue addOperation:op1

4.NSOperation和NSOperationQueue的重要属性和方法

NSOperation
NSOperation的依赖 – (void)addDependency:(NSOperation *)op;

// 操作op1依赖op5，即op1必须等op5执行完毕之后才会执行
// 添加操作依赖,注意不能循环依赖，如果循环依赖会造成两个任务都不会执行
// 也可以夸队列依赖，依赖别的队列的操作
 [op1 addDependency:op5];

NSOperation操作监听void (^completionBlock)(void)

// 监听操作的完成
// 当op1线程完成之后，立刻就会执行block块中的代码
// block中的代码与op1不一定在一个线程中执行，但是一定在子线程中执行
op1.completionBlock = ^{
     NSLog(@"op1已经完成了---%@",[NSThread currentThread]);
 };

NSOperationQueue

maxConcurrentOperationCount

//1.创建队列
 NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
 /*
  默认是并发队列,如果最大并发数>1,并发
  如果最大并发数==1,串行队列
  系统的默认是最大并发数-1 ,表示不限制
  设置成0则不会执行任何操作
  */
  queue.maxConcurrentOperationCount = 1;

suspended

//当值为YES的时候暂停,为NO的时候是恢复
queue.suspended = YES;

-(void)cancelAllOperations;

//取消所有的任务，不再执行，不可逆
[queue cancelAllOperations];

注意：暂停和取消只能暂停或取消处于等待状态的任务，不能暂停或取消正在执行中的任务，必须等正在执行的任务执行完毕之后才会暂停，如果想要暂停或者取消正在执行的任务，可以在每个任务之间即每当执行完一段耗时操作之后，判断是否任务是否被取消或者暂停。如果想要精确的控制，则需要将判断代码放在任务之中，但是不建议这么做，频繁的判断会消耗太多时间

5.NSOperation和NSOperationQueue的一些其他属性和方法

NSOperation

// 开启线程
- (void)start;
- (void)main;
// 判断线程是否被取消
@property (readonly, getter=isCancelled) BOOL cancelled;
// 取消当前线程
- (void)cancel;
//NSOperation任务是否在运行
@property (readonly, getter=isExecuting) BOOL executing;
//NSOperation任务是否已结束
@property (readonly, getter=isFinished) BOOL finished;
// 添加依赖
- (void)addDependency:(NSOperation *)op;
// 移除依赖
- (void)removeDependency:(NSOperation *)op;
// 优先级
typedef NS_ENUM(NSInteger, NSOperationQueuePriority) {
    NSOperationQueuePriorityVeryLow = -8L,
    NSOperationQueuePriorityLow = -4L,
    NSOperationQueuePriorityNormal = 0,
    NSOperationQueuePriorityHigh = 4,
    NSOperationQueuePriorityVeryHigh = 8
};
// 操作监听
@property (nullable, copy) void (^completionBlock)(void) NS_AVAILABLE(10_6, 4_0);
// 阻塞当前线程，直到该NSOperation结束。可用于线程执行顺序的同步
- (void)waitUntilFinished NS_AVAILABLE(10_6, 4_0);
// 获取线程的优先级
@property double threadPriority NS_DEPRECATED(10_6, 10_10, 4_0, 8_0);
// 线程名称
@property (nullable, copy) NSString *name NS_AVAILABLE(10_10, 8_0);
@end

NSOperationQueue

// 获取队列中的操作
@property (readonly, copy) NSArray<__kindof NSOperation *> *operations;
// 队列中的操作数
@property (readonly) NSUInteger operationCount NS_AVAILABLE(10_6, 4_0);
// 最大并发数，同一时间最多只能执行三个操作
@property NSInteger maxConcurrentOperationCount;
// 暂停 YES:暂停 NO:继续
@property (getter=isSuspended) BOOL suspended;
// 取消所有操作
- (void)cancelAllOperations;
// 阻塞当前线程直到此队列中的所有任务执行完毕
- (void)waitUntilAllOperationsAreFinished;

6.NSOperation线程之间的通信

NSOperation线程之间的通信方法

// 回到主线程刷新UI
[[NSOperationQueue mainQueue]addOperationWithBlock:^{
      self.imageView.image = image;
}];

我们同样使用下载多张图片合成综合案例

#import "ViewController.h"
@interface ViewController ()
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView;
@property(nonatomic,strong)UIImage *image1;
@property(nonatomic,strong)UIImage *image2;
@end
@implementation ViewController

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    // 创建非住队列
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
    // 下载第一张图片
    NSBlockOperation *download1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://img2.3lian.com/2014/c7/12/d/77.jpg"];
        NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
        self.image1 = [UIImage imageWithData:data];
    }];
    // 下载第二张图片
    NSBlockOperation *download2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://img2.3lian.com/2014/c7/12/d/77.jpg"];
        NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
        self.image2 = [UIImage imageWithData:data];
    }];
    // 合成操作
    NSBlockOperation *combie = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        // 开启图形上下文
        UIGraphicsBeginImageContext(CGSizeMake(375, 667));
        // 绘制图片1
        [self.image1 drawInRect:CGRectMake(0, 0, 375, 333)];
        // 绘制图片2
        [self.image2 drawInRect:CGRectMake(0, 334, 375, 333)];
        // 获取合成图片
        UIImage *image = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
        // 关闭图形上下文
        UIGraphicsEndImageContext();
        // 回到主线程刷新UI
        [[NSOperationQueue mainQueue]addOperationWithBlock:^{
            self.imageView.image = image;
        }];
    }];
    // 添加依赖，合成图片需要等图片1，图片2都下载完毕之后合成
    [combie addDependency:download1];
    [combie addDependency:download2];
    // 添加操作到队列
    [queue addOperation:download1];
    [queue addOperation:download2];
    [queue addOperation:combie];
}
@end

三、GCD的实现

1.任务和队列

GCD中有2个核心概念：任务和队列
任务：执行什么操作，任务有两种执行方式： 同步函数 和 异步函数，他们之间的区别是
同步：只能在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力，任务立刻马上执行，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

异步：可以在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力，但不一定会开新线程，当前线程会直接往下执行，不会阻塞当前线程

队列：用来存放任务，分为串行队列 和 并行队列
串行队列（Serial Dispatch Queue）
让任务一个接着一个地执行（一个任务执行完毕后，再执行下一个任务）
并发队列（Concurrent Dispatch Queue）
可以让多个任务并发（同时）执行（自动开启多个线程同时执行任务）
并发功能只有在异步（dispatch_async）函数下才有效

GCD默认提供三种队列

• main queue
• global queue
• dispatch_queue_t

2.GCD的创建

队列的创建

// 第一个参数const char *label : C语言字符串，用来标识
// 第二个参数dispatch_queue_attr_t attr : 队列的类型
// 并发队列:DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT
// 串行队列:DISPATCH_QUEUE_SERIAL 或者 NULL
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(const char *label, dispatch_queue_attr_t attr);

创建并发队列

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.xxcc", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

创建串行队列

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.xxcc", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

GCD默认已经提供了全局并发队列，供整个应用使用，可以无需手动创建

/**
 第一个参数:优先级 也可直接填后面的数字
 #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 // 高
 #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 默认
 #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低
 #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 后台
 第二个参数: 预留参数  0
 */
dispatch_queue_t quque1 =  dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

获得主队列

dispatch_queue_t  queue = dispatch_get_main_queue();

任务的执行

队列在queue中，任务在block块中
开启同步函数 同步函数：要求立刻马上开始执行

/*
 第一个参数:队列
 第二个参数:block,在里面封装任务
 */
dispatch_sync(queue, ^{

});

开启异步函数 异步函数 ：等主线程执行完毕之后，回过头开线程执行任务

dispatch_async(queue, ^{

});

任务和队列的组合

任务：同步函数 异步函数
队列：串行 并行
异步函数+并发队列：会开启新的线程,并发执行

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog(@"---download1---%@",[NSThread currentThread]);
});

异步函数+串行队列：会开启一条线程,任务串行执行

dispatch_queue_t queue =  dispatch_queue_create("com.xxcc", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog(@"---download1---%@",[NSThread currentThread]);
});

同步函数+并发队列：不会开线程,任务串行执行

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
dispatch_sync(queue, ^{
    NSLog(@"---download1---%@",[NSThread currentThread]);
});

同步函数+串行队列：不会开线程,任务串行执行

dispatch_queue_t queue =  dispatch_queue_create("com.xxcc", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_sync(queue, ^{
    NSLog(@"---download1---%@",[NSThread currentThread]);
});

异步函数+主队列:不会开线程,任务串行执行
使用主队列（跟主线程相关联的队列）
主队列是GCD自带的一种特殊的串行队列，放在主队列中的任务，都会放到主线程中执行

//1.获得主队列
dispatch_queue_t queue =  dispatch_get_main_queue();
//2.异步函数
dispatch_async(queue, ^{
     NSLog(@"---download1---%@",[NSThread currentThread]);
 });

同步函数+主队列:死锁

//1.获得主队列
dispatch_queue_t queue =  dispatch_get_main_queue();
//2.同步函数
dispatch_sync(queue, ^{
    NSLog(@"---download1---%@",[NSThread currentThread]);
});

因为这个方法在主线程中，给主线程中添加任务，而同步函数要求立刻马上执行，因此就会相互等待而发生死锁。将这个方法放入子线程中，则不会发生死锁，任务串行执行。

同步函数和异步函数的执行顺序

同步函数：立刻马上执行，会阻塞当前线程

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
 [self syncConcurrent];
}
//同步函数+并发队列:不会开线程,任务串行执行
-(void)syncConcurrent
{
 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
 NSLog(@"--syncConcurrent--start-");
 dispatch_sync(queue, ^{
     NSLog(@"---download1---%@",[NSThread currentThread]);
 });
 dispatch_sync(queue, ^{
     NSLog(@"---download2---%@",[NSThread currentThread]);
 });
 dispatch_sync(queue, ^{
     NSLog(@"---download3---%@",[NSThread currentThread]);
 });
 dispatch_sync(queue, ^{
     NSLog(@"---download4---%@",[NSThread currentThread]);
 });
 NSLog(@"--syncConcurrent--end-");
}

异步函数：当前线程会直接往下执行，不会阻塞当前线程

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
   [self syncConcurrent];
}
//异步函数+并发队列:会开启新的线程,并发执行
-(void)asyncCONCURRENT
{
 NSLog(@"--asyncCONCURRENT--start-");
 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
 dispatch_async(queue, ^{
     NSLog(@"---download1---%@",[NSThread currentThread]);
 });
 dispatch_async(queue, ^{
     NSLog(@"---download2---%@",[NSThread currentThread]);
 });
 dispatch_async(queue, ^{
     NSLog(@"---download3---%@",[NSThread currentThread]);
 });
 dispatch_async(queue, ^{
     NSLog(@"---download4---%@",[NSThread currentThread]);
 });
   NSLog(@"--asyncCONCURRENT--end-");
}

3.GCD线程间的通信

#import "ViewController.h"
@interface ViewController ()
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView;
@end
@implementation ViewController

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    dispatch_async(queue, ^{
        // 获得图片URL
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://upload-images.jianshu.io/upload_images/2301429-d5cc0a007447e469.jpg?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240"];
        // 将图片URL下载为二进制文件
        NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
        // 将二进制文件转化为image
        UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
        NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
        // 返回主线程 这里用同步函数不会发生死锁，因为这个方法在子线程中被调用。
        // 也可以使用异步函数
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            self.imageView.image = image;
            NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
        });
    });
}
@end

GCD线程间的通信非常简单，使用同步或异步函数，传入主队列即可。

4.GCD其他常用函数

栅栏函数dispatch_barrier_async

dispatch_barrier_async(queue, ^{
     NSLog(@"--dispatch_barrier_async-");
 });

我们来看一下栅栏函数的作用

-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
  [self barrier];
}
-(void)barrier
{
 //1.创建队列(并发队列)
 dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.xxccqueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
 dispatch_async(queue, ^{
     for (NSInteger i = 0; i<3; i++) {
         NSLog(@"%zd-download1--%@",i,[NSThread currentThread]);
     }
 });
 dispatch_async(queue, ^{
     for (NSInteger i = 0; i<3; i++) {
         NSLog(@"%zd-download2--%@",i,[NSThread currentThread]);
     }
 });
 //栅栏函数
 dispatch_barrier_async(queue, ^{
     NSLog(@"我是一个栅栏函数");
 });
 dispatch_async(queue, ^{
     for (NSInteger i = 0; i<3; i++) {
         NSLog(@"%zd-download3--%@",i,[NSThread currentThread]);
     }
 });
 dispatch_async(queue, ^{
     for (NSInteger i = 0; i<3; i++) {
         NSLog(@"%zd-download4--%@",i,[NSThread currentThread]);
     }
 });
}

栅栏函数可以控制任务执行的顺序，栅栏函数之前的执行完毕之后，执行栅栏函数，然后在执行栅栏函数之后的

延迟执行

/*
 第一个参数:延迟时间
 第二个参数:要执行的代码
 如果想让延迟的代码在子线程中执行，也可以更改在哪个队列中执行 dispatch_get_main_queue() -> dispatch_get_global_queue(0, 0)
 */
 dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
    NSLog(@"---%@",[NSThread currentThread]);
});

延迟执行的其他方法：

// 2s中之后调用run方法
[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:2.0];
// repeats：YES 是否重复
[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:YES];

一次性代码

-(void)once
 {
     //整个程序运行过程中只会执行一次
     //onceToken用来记录该部分的代码是否被执行过
     static dispatch_once_t onceToken;
     dispatch_once(&onceToken, ^{
         NSLog(@"-----");
     });
 }

一次性代码主要应用在单例模式中，关于单例模式详解大家可以去看iOS-单例模式写一次就够了这里不在赘述。

快速迭代dispatch_apply

 /*
  第一个参数:迭代的次数
  第二个参数:在哪个队列中执行
  第三个参数:block要执行的任务
  */
dispatch_apply(10, queue, ^(size_t index) {
});

快速迭代：开启多条线程，并发执行，相比于for循环在耗时操作中极大的提高效率和速度
该函数按指定的次数将指定的Block追加到指定的Dispatch Queue中，并等待全部处理执行结束。

队列组dispatch_group

// 创建队列组
 dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
 // 创建并行队列
 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
 // 执行队列组任务
 dispatch_group_async(group, queue, ^{
 });
 //队列组中的任务执行完毕之后，执行该函数
 dispatch_group_notify(group, queue, ^{
 });

下面看一了实例使用group下载两张图片然后合成在一起

#import "ViewController.h"
@interface ViewController ()
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView;
@property (nonatomic, strong) UIImage  *image1; /**< 图片1 */
@property (nonatomic, strong) UIImage  *image2; /**< 图片2 */
@end
@implementation ViewController
-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
 [self group];
}
-(void)group
{
 //下载图片1
 //创建队列组
 dispatch_group_t group =  dispatch_group_create();
 //1.开子线程下载图片
 //创建队列(并发)
 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
 dispatch_group_async(group, queue, ^{
     //1.获取url地址
     NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://www.huabian.com/uploadfile/2015/0914/20150914014032274.jpg"];
     //2.下载图片
     NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
     //3.把二进制数据转换成图片
     self.image1 = [UIImage imageWithData:data];
     NSLog(@"1---%@",self.image1);
 });
 //下载图片2
 dispatch_group_async(group, queue, ^{
     //1.获取url地址
     NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://img1.3lian.com/img2011/w12/1202/19/d/88.jpg"];
     //2.下载图片
     NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
     //3.把二进制数据转换成图片
     self.image2 = [UIImage imageWithData:data];
     NSLog(@"2---%@",self.image2);
 });
 //合成，队列组执行完毕之后执行
 dispatch_group_notify(group, queue, ^{
     //开启图形上下文
     UIGraphicsBeginImageContext(CGSizeMake(200, 200));
     //画1
     [self.image1 drawInRect:CGRectMake(0, 0, 200, 100)];
     //画2
     [self.image2 drawInRect:CGRectMake(0, 100, 200, 100)];
     //根据图形上下文拿到图片
     UIImage *image =  UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
     //关闭上下文
     UIGraphicsEndImageContext();
     //回到主线程刷新UI
     dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
         self.imageView.image = image;
         NSLog(@"%@--刷新UI",[NSThread currentThread]);
     });
 });
}

由于篇幅问题，文中有很多方法没有具体解释。后期会在其它文章中做具体说明。

参考

iOS-多线程详解