IOS并发编程

ios的多线程管理有3种方式

  1. NSThread & Run Loop
  2. NSOperation
  3. GCD

Run Loop

首先我们说一下线程的起用和退出的问题，当我们自己创建一个线程并分配给它活干的时候，它会立刻开始给我们干活，一旦活干完了，它又没有马上找到新活，那么就会立刻退出，这个线程就结束了。注意，这里是它一旦发现自己没活可干，就会马上消失，片刻都不会停留。

这样我们就遇到一个问题，如果我们打算让这个线程做一个延时的任务，或者想让它接受其它的回调命令，或者等待一个点击等非即时性命令，而这个线程是不知道等的，因为它一发现自己没活干，就消失了。这显然不是我们希望的。可能有人会问，主线程不会这样啊，原因就是我们要讨论的主题，主线程默认开启了RunLoop，而我们创建的线程默认是没有开启的。

因此，如果我们要在非主线程执行一些非即时性的事情，就必须手动开启RunLoop，它一旦开启，线程就会开启监听状态，这样线程便不会退出，而是转入休息状态，RunLoop负责把风，一旦发现活来了，就通知线程开始干活。如果我们确认这个线程再也不需要在处理任何非即时性事件时，可以停止RunLoop，这时候线程就再看看手头有没有现活，有继续做，没有就立刻退出。

输入源传递异步消息给相应的处理例程，并调用runUntilDate:方法来退出(在线程里面相关的NSRunLoop对象调用)。定时源则直接传递消息给处理例程，但并不会退出run loop。

(未完待续，这块还是个半吊子。。。。。。)

NSThread

NSThread 比其他两种方式轻量级，但需要自己管理线程的生命周期，线程同步。线程同步对数据的加锁也会有一定的系统开销。

使用NSThread来创建线程有多个方法:

  1. 使用 + (void)detachNewThreadSelector:(SEL)aSelector toTarget:(id)aTarget withObject:(id)anArgument 类方法来生成一个新的线程。
  2. 使用 - (id)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)selector object:(id)argument 创建一个新的 NSThread 对象,并调用它的 start 方法。
  3. 调用NSObject的+performSelectorInBackground:withObject:方法生成子线程。
  4. 创建一个NSThread子类，然后调用子类实例的start方法。

编写你线程的主体入口点的额外步骤：

  1. 在ARC这篇文章里面提到了，有3种情况应该自己创建autorelease池，其中一种情况就是创建了子线程。
  2. 子线程应该自行管理好抛出异常，如果不在子线程内部设置异常处理函数，会导致程序直接Crash。
  3. 如果子线程不止一次操作，需要循环处理的话，设置一个Run Loop。

每个线程都维护了一个键-值的字典，它可以在线程里面的任何地方被访问。你可以使用该字典来保存一些信息,这些信息在整个线程的执行过程中都保持不变。你使用NSThread的threadDictionary方法来检索一个NSMutableDictionary对象，你可以在它里面添加任何线程需要的键。

你创建的任何线程默认的优先级是和你本身线程相同。你可以使用NSThread的 setThreadPriority:类方法来设置当前运行线程的优先级。

退出一个线程推荐的方法是让它从主题入口点正常退出。对于直接杀死线程，这是完全不鼓励的，这样无法保证线程当前使用资源被清理干净了。如果需要在操作中间中断一个线程，建议使用Run Loop的输入源来接收取消消息。

NSOperation

NSOperation本身是抽象基类，我们必须实现子类。Foundation framework提供NSInvocationOperation和NSBlockOperation两个具体子类，你可以直接使用。

所有 operation objects 都支持以下关键特性:

  1. 支持建立基于图的operation objects依赖。可以阻止某个operation 运行,直到它依赖的所有 operation 都已经完成。
  2. 支持可选的 completion block,在 operation 的主任务完成后调用。
  3. 支持应用使用 KVO 通知来监控 operation 的执行状态。
  4. 支持 operation 优先级,从而影响相对的执行顺序。
  5. 支持取消,允许你中止正在执行的任务。

创建一个 NSInvocationOperation 对象并发执行

@implementation MyCustomClass

- (NSOperation*)taskWithData:(id)data {
    NSInvocationOperation* theOp = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(myTaskMethod:) object:data];
    return theOp;
}

// This is the method that does the actual work of the task.
- (void)myTaskMethod:(id)data {
    // Perform the task.
}
@end

创建一个NSBlockOperation 对象

NSBlockOperation* theOp = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock: ^{
    NSLog(@"Beginning operation.\n");
    // Do some work.
}];

使用addExecutionBlock:可以添加更多block到这个block operation对象。如果需要顺序地执行 block，你必须直接提交到所需的dispatch queue。

自定义operation需要实现的方法：

  1. 自定义initialization方法:初始化，将operation对象设置为已知状态(必须实现)
  2. 自定义main方法:执行你的任务（必须实现）
  3. main方法中需要调用的其它自定义方法
  4. Accessor方法:设置和访问operation对象的数据
  5. NSCoding协议的方法:允许operation对象archive和unarchive

operation响应取消，调用isCancelled:方法，如果返回YES(表示已取消),则立即退出执行。以下地方可能需要调用 isCancelled:g

  • 在执行任何实际的工作之前
  • 在循环的每次迭代过程中,如果每个迭代相对较长可能需要调用多次
  • 代码中相对比较容易中止操作的任何地方

Operation对象默认按同步方式执行，也就是在调用start方法的那个线程中直接执行。但是如果你希望异步执行操作，你就必须定义operation对象为并发操作来实现。

  • start （必须）所有并发操作都必须覆盖这个方法，以自定义的实现替换默认行为。手动执行一个操作时，你会调用start方法。因此你对这个方法的实现是操作的起点，设置一个线程或其它执行环境，来执行你的任务。你的实现在任何时候都绝对不能调用super。
  • main （可选）这个方法通常用来实现operation对象相关联的任务。尽管你可以在start方法中执行任务，使用main来实现任务可以让你的代码更加清晰地分离设置和任务代码。
  • isExecuting isFinished （必须）并发操作负责设置自己的执行环境，并向外部 client 报告执行环境的状态。因此并发操作必须维护某些状态信息，以知道是否正在执行任务，是否已经完成任务。使用这两个方法报告自己的状态。这两个方法的实现必须能够在其它多个线程中同时调用。另外这些方法报告的状态变化时，还需要为相应的key path产生适当的KVO通知。
  • isConcurrent （必须）标识一个操作是否并发 operation，覆盖这个方法并返回 YES。

使用 NSOperation 的addDependency:方法在两个operation对象之间建立依赖关系。表示当前operation 对象将依赖于参数指定的目标 operation 对象。如果你自定义了 operation 对象的行为，就必须在自定义代码中生成适当的 KVO 通知，以确保依赖能够正确地执行。

operation 可以在主任务完成之后执行一个 completion block。你可以使用这个 completion block 来执行任何不属于主任务的工作。

执行Operations有2种方法：

  1. 执行 Operations 最简单的方法是添加到 operation queue
  2. 手动执行 Operation，要求 Operation 已经准备好，isReady返回 YES，此时你才能调用start方法来执行

NSOperation的官方例程

GCD

GCD dispatch queues 是执行任务的强大工具，允许你同步或异步地执行任意代码block。

目前GCD中有三种类型的Dispatch Queue：

  1. Main Queue：关联到主线程的队列，可以使用函数dispatch_get_main_queue()获得，加到这个队列中的工作都会分发到主线程运行。主线程只有一个，因此很明显这个是串行队列，每次运行一个工作。
  2. Global Queue：全局队列是并发队列，又根据优先级细分为高优先级、默认优先级和低优先级三种。通过 dispatch_get_global_queue 加上优先级参数获得这个全局队列，例如 dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)
  3. 自定义Queue：自己创建一个队列，通过函数 dispatch_queue_create 创建，例如 dispatch_queue_create("com.kiloapp.test", NULL) 。第一个参数是队列的名字，Apple建议使用反DNS型的名字命名，防止重名；第二个参数是创建的queue的类型，iOS 4.3以前只支持串行，即DISPATCH_QUEUE_SERIAL(就是NULL)，iOS4.3以后也开始支持并行队列，即参数DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT。

添加单个任务到Queue:

  • dispatch_async 和 dispatch_async_f 函数异步添加
  • dispatch_sync 和 dispatch_sync_f 函数同步添加
  • dispatch_after 同步延迟添加
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