iOS開發之多線程技術（NSThread、OperationQueue、GCD）

　　在前面的博客中如果用到了異步請求的話，也是用到的第三方的東西，沒有正兒八經的用過iOS中多線程的東西。其實多線程的東西還是蠻重要的，如果對於之前學過操作系統的小伙伴來說，理解多線程的東西還是比較容易的，今天就做一個小的demo來詳細的了解一下iOS中的多線程的東西。可能下面的東西會比較枯燥，但還是比較實用的。

　　多線程用的還是比較多的，廢話少說了，下面的兩張截圖是今天我們實驗的最終結果，應該是比較全的，小伙伴們由圖來分析具體的功能吧：

　　功能說明：

　　　　1、點擊同步請求圖片，觀察整個UI界面的變化，並點擊測試按鈕，紅色是否會變成綠色。　　

　　　　2、NSThread按鈕，是由NSThread方式創建線程並執行相應的操作。

　　　　3、Block操作按鈕是用Block創建操作，並在操作隊列中執行，下面的是Invocation操作

　　　　4、serial是GCD中的串行隊列，concurrent是GCD中的並行隊列

　　好啦，上面的咸蛋先到這兒，代碼該走起啦。

　　一、准備階段

　　　　　1.不管使用代碼寫，還是storyboard或者xib等，先把上面所需的控件初始化好以便使用

　　　　　2.點擊測試UI按鈕，改變下邊label的顏色的代碼如下：

//改變lable的顏色，在紅綠顏色之間進行交換
- (IBAction)tapTestButton:(id)sender {
    static int i = 1;
    if (i == 1) {
        _testLabel.backgroundColor = [UIColor redColor];
        i = 0;
    }
    else
    {
        _testLabel.backgroundColor = [UIColor greenColor];
        i = 1;
    }
    
}

 

　　　　3.從網絡上獲取圖片，並使用主線程顯示進程調用情況

//從wang'lu獲取圖片數據
-(NSData *) getImageData
{
    
    _count ++;
    int count = _count;
　　　　//線程開始啟動
 7　　　NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"%d.線程%@",count,[NSThread currentThread]];
　　　　NSLog(@"%@",str);

    NSData *data;
    [NSThread sleepForTimeInterval:0.5];
    data = [NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:IMAGEURL]];

    NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"%d.線程%@完畢",count,[NSThread currentThread]];
    //請求數據的任務由其他線程解決，所以LogTextView的內容由主線程更新，也只有主線程才能更新UI
    [self performSelectorOnMainThread:@selector(updateTextViewWithString:) withObject:str waitUntilDone:YES];
    return data;
}

 

　　　　4.上面的用到了主線程來調用updateTextViewWithString方法，因為只有主線程才能更新UI,updateTextViewWithString:這個方法負責把線程的執行信息顯示在View上，代碼如下：

//在ViewController上顯示圖片請求情況
-(void)updateTextViewWithString:(NSString *)str
{
    NSString *old_str = [NSString stringWithFormat:@"%@\n%@",_logTextView.text, str];
    
    _logTextView.text = old_str;
    //改變Label的顏色，便於觀察
    [self tapTestButton:nil];
}

 

　　　　5.把請求完的圖片加載到ImageView上

//更新圖片
-(void) updateImageWithData:(NSData *)data
{
    UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
    [_testImage setImage:image];
}

 

　　　　6.加載圖片的，也就是請求數據后在ImageView上顯示

//由其他線程請求數據，由主線程來更新UI
-(void)loadImageWithThreadName:(NSString *)threadName
{
    [[NSThread currentThread] setName:threadName];
    
    NSData *data = [self getImageData];
    [self performSelectorOnMainThread:@selector(updateImageWithData:) withObject:data waitUntilDone:YES];
}

 

　　二、通過各種方式來

　　　　1.同步請求圖片測試，請求數據和更新UI都放在主線程中順序執行，這樣在請求數據的時候UI會卡死，代碼如下;

//同步請求圖片,視圖阻塞的，因為主線程被占用，無法進行視圖的更新
- (IBAction)tapButton:(id)sender {
    NSData *data = [self getImageData];
    [self updateImageWithData:data];
}

 

　　　　2.NSThread創建線程測試，用detachNewThreadSelector方法來創建新的線程會自動啟動並執行，而不用調用start方法。代碼如下：

//NSThread
- (IBAction)tapButton2:(id)sender {
    //點擊一次button就創建一個新的線程來請求圖片數據
    for (int i = 0;i < 10; i ++) {
        [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(loadImageWithThreadName:) toTarget:self withObject:@"NSThread"];
    }
 }

 

　　　

　　　　3.NSInvocationOperation的使用,新建一個調用操作，然后添加到隊列中執行，代碼如下：

//NSInvocationOperation
- (IBAction)tapInvocationOperation:(id)sender {
 
    
    //上面的調用操作需要放到調用隊列里才執行的
    //創建操作隊列
    NSOperationQueue *operationQueue = [[NSOperationQueue alloc] init];

    for (int i = 0;i < 10; i ++) {
        //實例化一個調用操作，來執行數據請求
        NSInvocationOperation *invocationOperation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(loadImageWithThreadName:) object:@"Invocation"];
        //把上面的調用操作放到操作隊列里,隊列會自動開啟一個線程調用我們指定的方法
        [operationQueue addOperation:invocationOperation];
    }
}

 

 

　　　　4.block的操作，新建一個block操作，並添加到隊列中執行，代碼如下：

//BlockOperation
- (IBAction)tapBlockOperation:(id)sender {
    __weak __block ViewController *copy_self = self;
    
    //創建BlockOperation
    NSBlockOperation *blockOperation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        [copy_self loadImageWithThreadName:@"Block"];
    }];
    
    //添加到操作隊列
    NSOperationQueue *operationQueue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    [operationQueue addOperation:blockOperation];
    
    for (int i = 0;i < 10; i ++) {
    
        //另一種方式
        [operationQueue addOperationWithBlock:^{
            [copy_self loadImageWithThreadName:@"Block"];
        }];
    }
}

 

 

　　　　5.GCD中的串行隊列：

//串行隊列
- (IBAction)tapGCDserialQueue:(id)sender {
    //創建串行隊列
    dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("mySerialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    
    __weak __block ViewController *copy_self = self;
    
    
    for (int i = 0;i < 10; i ++) {
        //異步執行隊列
        dispatch_async(serialQueue, ^{
            [copy_self loadImageWithThreadName:@"Serial"];
        });
    }
    
    
}

 

 

　　　　6.GCD中的並行隊列：

//並行隊列
- (IBAction)tapGCDConcurrentQueue:(id)sender {
    //創建並行隊列
    dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("myConcurrentQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    __weak __block ViewController *copy_self = self;
    
    for (int i = 0;i < 10; i ++) {
        //異步執行隊列
        dispatch_async(concurrentQueue, ^{
            [copy_self loadImageWithThreadName:@"Concurrent"];
        });

    }
    
}

 

　　　　以上是各個按鈕對應的方法，下面的截圖是執行結果：

 

　　三、線程間的同步問題（為我們的線程添加上同步鎖）

　　　　在操作系統中講多線程時有一個名詞叫臟數據，就是多個線程操作同一塊資源造成的，下面就修改一下代碼，讓數據出現問題，然后用同步鎖來解決這個問題

　　　　1.在getImageData方法（標題一中的第3個方法）中有兩條語句。這個用來顯示線程的標號。上面的標號是沒有重復的。

    _count ++;
    int count = _count;

　　　　在兩條語句中間加一個延遲，如下：

    _count ++;
    [NSThread sleepForTimeInterval:1];
    int count = _count;

　　　　如果運行的話，會有好多標號是重復的，如圖一，__count是成員變量，多個線程對此他進行操作，所以會出現標號不一致的情況，下面我們加上同步鎖

　　　　　（1）用NSLock加同步鎖，代碼如下：

    //通過NSLock加鎖
    [_lock lock];
    _count ++;
    [NSThread sleepForTimeInterval:1];
    int count = _count;
    [_lock unlock];

　　　　（2）通過@synchronized加同步鎖，代碼如下：

    //通過synchronized加鎖
    int count;
    @synchronized(self){
        _count ++;
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];
         count = _count;
    }

　　　　　　加鎖前后的運行效果如下：

　　GCD的串行隊列開始執行的順序如下，下面是是在一個線程中按FIFO的順序執行的：

　　GCD中的並行隊列，是在不同的線程中同時執行的：

 

　　今天博客中的內容還是蠻多的，如果之前接觸過Java的多線程的東西，或者其他語言中的多線程的話，理解起來應該問題不大。