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Swift - 多线程实现方式

发布时间:2020-12-14 02:36:25 所属栏目:百科 来源:网络整理
导读:1,Swift继续使用Object-C原有的一套线程,包括三种多线程编程技术: (1)NSThread (2)Cocoa NSOperation(NSOperation和NSOperationQueue) (3)Grand Central Dispath(GCD) 2,本文着重介绍NSThread NSTread在三种多线程技术中是最轻量级的,但需要
1,Swift继续使用Object-C原有的一套线程,包括三种多线程编程技术:
(1)NSThread
(2)Cocoa NSOperation(NSOperation和NSOperationQueue)
(3)Grand Central Dispath(GCD)

2,本文着重介绍NSThread
NSTread在三种多线程技术中是最轻量级的,但需要自己管理线程的生命周期和线程同步。线程同步对数据的加锁会有一定的系统开销。
3,NSThread的两种创建方式
(1)直接创建线程并且自动运行线程
(2)先创建一个线程对象,然后手动运行线程,在运行线程操作之前可以设置线程的优先级等线程信息。
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import UIKit
class ViewController : UIViewController {
override func viewDidLoad() {
super .viewDidLoad()
//方式1:使用类方法
NSThread .detachNewThreadSelector( "downloadImage" ,toTarget: self nil )
//方式2:实例方法-便利构造器
var myThread: NSThread = (target: )
myThread.start()
}
//定义一个下载图片的方法,线程调用
downloadImage(){
imageUrl = "http://hangge.com/blog/images/logo.png"
data = NSData (contentsOfURL: NSURL (string: imageUrl)!,options: )
println (data?.length)
}
didReceiveMemoryWarning() {
.didReceiveMemoryWarning()
// Dispose of any resources that can be recreated.
}
}

4,线程同步
线程同步方法通过锁来实现,每个线程都只用一个锁,这个锁与一个特定的线程关联。下面演示两个线程之间的同步。
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//定义两个线程
thread1: ?
thread2: ?
//定义两个线程条件,用于锁住线程
let condition1 = NSCondition ()
condition2 = NSCondition ()
viewDidLoad() {
.viewDidLoad()
thread2 = "method2:" )
thread1 = "method1:" )
thread1?.start()
}
//定义两方法,用于两个线程调用
method1(sender: AnyObject ){
for i=0; i<10; i++ {
print ( "NSThread 1 running (i)" )
sleep(1)
if i == 2 {
thread2?.start() //启动线程2
//本线程(thread1)锁定
condition1.lock()
condition1.wait()
condition1.unlock()
}
}
"NSThread 1 over" )
//线程2激活
condition2.signal()
}
//方法2
method2(sender: ){
i=0; i<10; i++ {
"NSThread 2 running (i)" )
sleep(1)
i == 2 {
//线程1激活
condition1.signal()
//本线程(thread2)锁定
condition2.lock()
condition2.wait()
condition2.unlock()
}
}
"NSThread 2 over" )
}
didReceiveMemoryWarning() {
.didReceiveMemoryWarning()
// Dispose of any resources that can be recreated.
}
}
输出结果:
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NSThread 1 running 0
NSThread 1 running 1
NSThread 1 running 2
NSThread 2 running 0
NSThread 2 running 1
NSThread 2 running 2
NSThread 1 running 3
NSThread 1 running 4
NSThread 1 running 5
NSThread 1 running 6
NSThread 1 running 7
NSThread 1 running 8
NSThread 1 running 9
NSThread 1 over
NSThread 2 running 3
NSThread 2 running 4
NSThread 2 running 5
NSThread 2 running 6
NSThread 2 running 7
NSThread 2 running 8
NSThread 2 running 9
NSThread 2 over

2,本文着重介绍Cocoa NSOperation
Cocoa NSOperation不需要关心线程管理和数据同步的事情,可以把精力放在自己需要执行的操作上。相关的类有NSOperation和NSOperationQueue。其中NSOperation是个抽象类,使用它必须用它的子类,可以实现它或者使用它定义好的子类:NSBlockOperation。创建NSOperation子类的对象,把对象添加到NSOperationQueue队列里执行。

3,使用NSOperation的两种方式
(1)直接用定义好的子类:NSBlockOperation。
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import UIKit
class ViewController : UIViewController {
override func viewDidLoad() {
super .viewDidLoad()
var operation: NSBlockOperation = NSBlockOperation (block: { [ weak self ] in
?.downloadImage()
return
})
//创建一个NSOperationQueue实例并添加operation
queue: NSOperationQueue = NSOperationQueue ()
queue.addOperation(operation)
}
//定义一个下载图片的方法,线程调用
downloadImage(){
imageUrl = "http://hangge.com/blog/images/logo.png"
data = NSData (contentsOfURL: NSURL nil )
println (data?.length)
}
didReceiveMemoryWarning() {
.didReceiveMemoryWarning()
// Dispose of any resources that can be recreated.
}
}

(2)继承NSOperation
然后把NSOperation子类的对象放入NSOperationQueue队列中,一旦这个对象被加入到队列,队列就开始处理这个对象,直到这个对象的所有操作完成,然后它被队列释放。
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//创建线程对象
downloadImageOperation: DownloadImageOperation ()
//创建一个NSOperationQueue实例并添加operation
()
queue.addOperation(downloadImageOperation)
}
didReceiveMemoryWarning() {
.didReceiveMemoryWarning()
}
}
NSOperation {
main(){
"http://hangge.com/blog/images/logo.png"
data = NSData (contentsOfURL: NSURL )
(data?.length)
}
}

4,设置运行队列并发数
NSOperationQueue队列里可以加入很多个NSOperation,可以把NSOperationQueue看做一个线程池,可往线程池中添加操作(NSOperation)到队列中。
可以设置线程池中的线程数,也就是并发操作数。默认情况下是-1,-1表示没有限制,这样可以同时运行队列中的全部操作。
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//设置并发数
queue.maxConcurrentOperationCount = 5

5,取消队列所有操作
//取消所有线程操作
queue.cancelAllOperations()

6,每个NSOperation完成都会有一个回调表示任务结束
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//定义一个回调
completionBlock:(() -> Void )?
//给operation设置回调
operation.completionBlock = completionBlock
dispatch_after(dispatch_time( DISPATCH_TIME_NOW ( "Complete" )
})

2,本文着重介绍Grand Central Dispath(GCD)
GCD是Apple开发的一个多核编程的解决方法,基本概念就是dispatch queue(调度队列),queue是一个对象,它可以接受任务,并将任务以先到先执行的顺序来执行。dispatch queue可以是并发的或串行的。GCD的底层依然是用线程实现,不过我们可以不用关注实现的细节。其优点有如下几点:
(1)易用:GCD比thread更简单易用。基于block的特效使它能极为简单地在不同代码作用域之间传递上下文。
(2)效率:GCD实现功能轻量,优雅,使得它在很多地方比专门创建消耗资源的线程更加实用且快捷。
(3)性能:GCD自动根据系统负载来增减线程数量,从而减少了上下文切换并增加了计算效率。
(4)安全:无需加锁或其他同步机制。

3,GCD三种创建队列的方法
(1)自己创建一个队列
第一个参数代表队列的名称,可以任意起名
第二个参数代表队列属于串行还是并行执行任务
串行队列一次只执行一个任务。一般用于按顺序同步访问,但我们可以创建任意数量的串行队列,各个串行队列之间是并发的。
并行队列的执行顺序与其加入队列的顺序相同。可以并发执行多个任务,但是执行完成的顺序是随机的。
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//创建串行队列
serial:dispatch_queue_t = dispatch_queue_create( "serialQueue1" DISPATCH_QUEUE_SERIAL )
//创建并行队列
concurrent:dispatch_queue_t = dispatch_queue_create( "concurrentQueue1" DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT )

(2)获取系统存在的全局队列
Global Dispatch Queue有4个执行优先级:
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 高
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 正常
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW 低
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND 非常低的优先级(这个优先级只用于不太关心完成时间的真正的后台任务)
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globalQueue:dispatch_queue_t = dispatch_get_global_queue( DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT (3)运行在主线程的Main Dispatch Queue
正如名称中的Main一样,这是在主线程里执行的队列。应为主线程只有一个,所有这自然是串行队列。一起跟UI有关的操作必须放在主线程中执行。
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var mainQueue:dispatch_queue_t = dispatch_get_main_queue()

4,添加任务到队列的两种方法
(1)dispatch_async异步追加Block块(dispatch_async函数不做任何等待)
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//添加异步代码块到dispatch_get_global_queue队列
dispatch_async(dispatch_get_global_queue( DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT Void in
//处理耗时操作的代码块...
println ( "do work" )
//操作完成,调用主线程来刷新界面
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(),153)!important; background:none!important">in
"main refresh" )
})
})
(2)dispatch_sync同步追加Block块
同步追加Block块,与上面相反。在追加Block结束之前,dispatch_sync函数会一直等待,等待队列前面的所有任务完成后才能执行追加的任务。
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//添加同步代码块到dispatch_get_global_queue队列
//不会造成死锁,当会一直等待代码块执行完毕
dispatch_sync(dispatch_get_global_queue( DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT Void in
println ( "sync1" )
})
"end1" )
//添加同步代码块到dispatch_get_main_queue队列
//会引起死锁
//因为在主线程里面添加一个任务,因为是同步,所以要等添加的任务执行完毕后才能继续走下去。但是新添加的任务排在
//队列的末尾,要执行完成必须等前面的任务执行完成,由此又回到了第一步,程序卡死
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(),{ () -> Void in
"sync2" )
})
"end2" )

5,暂停或者继续队列
这两个函数是异步的,而且只在不同的blocks之间生效,对已经正在执行的任务没有影响。
dispatch_suspend后,追加到Dispatch Queue中尚未执行的任务在此之后停止执行。
而dispatch_resume则使得这些任务能够继续执行。
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//创建并行队列
conQueue:dispatch_queue_t = dispatch_queue_create( "concurrentQueue1" DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT )
//暂停一个队列
dispatch_suspend(conQueue)
//继续队列
dispatch_resume(conQueue)

6,dispatch_once 一次执行
保证dispatch_once中的代码块在应用程序里面只执行一次,无论是不是多线程。因此其可以用来实现单例模式,安全,简洁,方便。
//往dispatch_get_global_queue队列中添加代码块,只执行一次
predicate:dispatch_once_t = 0
dispatch_once(&predicate,{ () -> Void in
//只执行一次,可用于创建单例
"work" )
})

7,dispatch_after 延迟调用
dispatch_after并不是在指定时间后执行任务处理,而是在指定时间后把任务追加到Dispatch Queue里面。因此会有少许延迟。注意,我们不能(直接)取消我们已经提交到dispatch_after里的代码。
//延时2秒执行
let delta = 2.0 * Double ( NSEC_PER_SEC dtime = dispatch_time( DISPATCH_TIME_NOW Int64 (delta))
dispatch_after(dtime,dispatch_get_global_queue( in
"延时2秒执行" }

8,多个任务全部结束后做一个全部结束的处理
dispatch_group_async:用来监视一组block对象的完成,你可以同步或异步地监视
dispatch_group_notify:用来汇总结果,所有任务结束汇总,不阻塞当前线程
dispatch_group_wait:等待直到所有任务执行结束,中途不能取消,阻塞当前线程
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//获取系统存在的全局队列
queue:dispatch_queue_t = dispatch_get_global_queue( //定义一个group
group:dispatch_group_t = dispatch_group_create()
//并发任务,顺序执行
dispatch_group_async(group,queue,{() -> in
"block1" )
})
in
"block2" )
})
in
"block3" )
})
//所有任务执行结束汇总,不阻塞当前线程
dispatch_group_notify(group,153)!important; background:none!important">in
"group done" )
})
//永久等待,直到所有任务执行结束,中途不能取消,阻塞当前线程
result = dispatch_group_wait(group,147)!important; background:none!important">DISPATCH_TIME_FOREVER )
if result == 0{
"任务全部执行完成" )
} else {
"某个任务还在执行" )
}

8,dipatch_apply 指定次数的Block最加到指定队列中
dipatch_apply函数是dispatch_sync函数和Dispatch Group的关联API。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。
因为dispatch_apply函数也与dispatch_sync函数一样,会等待处理结束,因此推荐在dispatch_async函数中异步执行dispatch_apply函数。dispatch_apply函数可以实现高性能的循环迭代。
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//定义一个一步代码块
dispatch_async(queue,153)!important; background:none!important">in
//通过dispatch_apply,循环变量数组
dispatch_apply(6,{(index) -> in
(index)
})
//执行完毕,主线程更新
in
"done" )
})
})

9,信号,信号量
dispatch_semaphore_create:用于创建信号量,可以指定初始化信号量计数值,这里我们默认1.
dispatch_semaphore_waite:会判断信号量,如果为1,则往下执行。如果是0,则等待。
dispatch_semaphore_signal:代表运行结束,信号量加1,有等待的任务这个时候才会继续执行。
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//当并行执行的任务更新数据时,会产生数据不一样的情况
for i in 1...20
{
"(i)" }
//使用信号量保证正确性
//创建一个初始计数值为1的信号
semaphore:dispatch_semaphore_t = dispatch_semaphore_create(1)
1...20
{
//永久等待,直到Dispatch Semaphore的计数值 >= 1
dispatch_semaphore_wait(semaphore,monospace!important; min-height:auto!important; background:none!important">)
)
//发信号,使原来的信号计数值+1
dispatch_semaphore_signal(semaphore)
})
}

原文出自: www.hangge.com 转载请保留原文链接: http://www.hangge.com/blog/cache/detail_745.html

(编辑:李大同)

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