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ios 使用GCD 多线程 教程

孙启超
 孙启超
发布于 2013/10/10 17:42
字数 1652
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什么是GCD

Grand Central Dispatch (GCD)是Apple开发的一个多核编程的解决方法。该方法在Mac OS X 10.6雪豹中首次推出,并随后被引入到了iOS4.0中。GCD是一个替代诸如NSThread, NSOperationQueue, NSInvocationOperation等技术的很高效和强大的技术,它看起来象就其它语言的闭包(Closure)一样,但苹果把它叫做blocks。

应用举例

让我们来看一个编程场景。我们要在iphone上做一个下载网页的功能,该功能非常简单,就是在iphone上放置一个按钮,点击该按钮时,显示一个转动的圆圈,表示正在进行下载,下载完成之后,将内容加载到界面上的一个文本控件中。

不用GCD前

虽然功能简单,但是我们必须把下载过程放到后台线程中,否则会阻塞UI线程显示。所以,如果不用GCD, 我们需要写如下3个方法:

  • someClick 方法是点击按钮后的代码,可以看到我们用NSInvocationOperation建了一个后台线程,并且放到NSOperationQueue中。后台线程执行download方法。
  • download 方法处理下载网页的逻辑。下载完成后用performSelectorOnMainThread执行download_completed 方法。
  • download_completed 进行clear up的工作,并把下载的内容显示到文本控件中。

这3个方法的代码如下。可以看到,虽然 开始下载 -> 下载中 -> 下载完成 这3个步骤是整个功能的三步。但是它们却被切分成了3块。他们之间因为是3个方法,所以还需要传递数据参数。如果是复杂的应用,数据参数很可能就不象本例子中的NSString那么简单了,另外,下载可能放到Model的类中来做,而界面的控制放到View Controller层来做,这使得本来就分开的代码变得更加散落。代码的可读性大大降低。

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static NSOperationQueue * queue;  - (IBAction)someClick:(id)sender {  self.indicator.hidden = NO;  [self.indicator startAnimating];  queue = [[NSOperationQueue alloc] init];  NSInvocationOperation * op = [[[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(download) object:nil] autorelease];  [queue addOperation:op]; }  - (void)download {  NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://www.youdao.com"];  NSError * error;  NSString * data = [NSString stringWithContentsOfURL:url encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];  if (data != nil) {  [self performSelectorOnMainThread:@selector(download_completed:) withObject:data waitUntilDone:NO];  } else {  NSLog(@"error when download:%@", error);  [queue release];  } }  - (void) download_completed:(NSString *) data {  NSLog(@"call back");  [self.indicator stopAnimating];  self.indicator.hidden = YES;  self.content.text = data;  [queue release]; } 

使用GCD后

如果使用GCD,以上3个方法都可以放到一起,如下所示:

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// 原代码块一 self.indicator.hidden = NO; [self.indicator startAnimating]; dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{  // 原代码块二  NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://www.youdao.com"];  NSError * error;  NSString * data = [NSString stringWithContentsOfURL:url encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];  if (data != nil) {  // 原代码块三  dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{  [self.indicator stopAnimating];  self.indicator.hidden = YES;  self.content.text = data;  });  } else {  NSLog(@"error when download:%@", error);  } }); 

首先我们可以看到,代码变短了。因为少了原来3个方法的定义,也少了相互之间需要传递的变量的封装。

另外,代码变清楚了,虽然是异步的代码,但是它们被GCD合理的整合在一起,逻辑非常清晰。如果应用上MVC模式,我们也可以将View Controller层的回调函数用GCD的方式传递给Modal层,这相比以前用@selector的方式,代码的逻辑关系会更加清楚。

GCD的定义

简单GCD的定义有点象函数指针,差别是用 ^ 替代了函数指针的 * 号,如下所示:

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 // 申明变量  (void) (^loggerBlock)(void);  // 定义   loggerBlock = ^{  NSLog(@"Hello world");  };  // 调用  loggerBlock(); 

但是大多数时候,我们通常使用内联的方式来定义它,即将它的程序块写在调用的函数里面,例如这样:

1 2 3
 dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{  // something  }); 

从上面大家可以看出,block有如下特点:

  1. 程序块可以在代码中以内联的方式来定义。
  2. 程序块可以访问在创建它的范围内的可用的变量。

系统提供的dispatch方法

为了方便地使用GCD,苹果提供了一些方法方便我们将block放在主线程 或 后台线程执行,或者延后执行。使用的例子如下:

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 // 后台执行:  dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{  // something  });  // 主线程执行:  dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{  // something  });  // 一次性执行:  static dispatch_once_t onceToken;  dispatch_once(&onceToken, ^{  // code to be executed once  });  // 延迟2秒执行:  double delayInSeconds = 2.0;  dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, delayInSeconds * NSEC_PER_SEC);  dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^(void){  // code to be executed on the main queue after delay  }); 

dispatch_queue_t 也可以自己定义,如要要自定义queue,可以用dispatch_queue_create方法,示例如下:

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dispatch_queue_t urls_queue = dispatch_queue_create("blog.devtang.com", NULL); dispatch_async(urls_queue, ^{  // your code }); dispatch_release(urls_queue); 

另外,GCD还有一些高级用法,例如让后台2个线程并行执行,然后等2个线程都结束后,再汇总执行结果。这个可以用dispatch_group, dispatch_group_async 和 dispatch_group_notify来实现,示例如下:

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 dispatch_group_t group = dispatch_group_create();  dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{  // 并行执行的线程一  });  dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{  // 并行执行的线程二  });  dispatch_group_notify(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{  // 汇总结果  }); 

修改block之外的变量

默认情况下,在程序块中访问的外部变量是复制过去的,即写操作不对原变量生效。但是你可以加上 __block来让其写操作生效,示例代码如下:

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 __block int a = 0;  void (^foo)(void) = ^{  a = 1;  }  foo();  // 这里,a的值被修改为1 

后台运行

GCD的另一个用处是可以让程序在后台较长久的运行。在没有使用GCD时,当app被按home键退出后,app仅有最多5秒钟的时候做一些保存或清理资源的工作。但是在使用GCD后,app最多有10分钟的时间在后台长久运行。这个时间可以用来做清理本地缓存,发送统计数据等工作。

让程序在后台长久运行的示例代码如下:

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// AppDelegate.h文件 @property (assign, nonatomic) UIBackgroundTaskIdentifier backgroundUpdateTask;  // AppDelegate.m文件 - (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application {  [self beingBackgroundUpdateTask];  // 在这里加上你需要长久运行的代码  [self endBackgroundUpdateTask]; }  - (void)beingBackgroundUpdateTask {  self.backgroundUpdateTask = [[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:^{  [self endBackgroundUpdateTask];  }]; }  - (void)endBackgroundUpdateTask {  [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask: self.backgroundUpdateTask];  self.backgroundUpdateTask = UIBackgroundTaskInvalid; } 

总结

总体来说,GCD能够极大地方便开发者进行多线程编程。如果你的app不需要支持iOS4.0以下的系统,那么就应该尽量使用GCD来处理后台线程和UI线程的交互。


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评论(8)

年少_轻狂
后台长久执行
// AppDelegate.h文件 @property (assign, nonatomic) UIBackgroundTaskIdentifier backgroundUpdateTask; // AppDelegate.m文件 - (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application { [self beingBackgroundUpdateTask]; // 在这里加上你需要长久运行的代码 [self endBackgroundUpdateTask]; } - (void)beingBackgroundUpdateTask { self.backgroundUpdateTask = [[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:^{ [self endBackgroundUpdateTask]; }]; } - (void)endBackgroundUpdateTask { [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask: self.backgroundUpdateTask]; self.backgroundUpdateTask = UIBackgroundTaskInvalid; }
年少_轻狂
并行执行
dispatch_group_t group = dispatch_group_create(); dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{ // 并行执行的线程一 }); dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{ // 并行执行的线程二 }); dispatch_group_notify(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{ // 汇总结果 });
年少_轻狂
自定义
dispatch_queue_t urls_queue = dispatch_queue_create("blog.devtang.com", NULL); dispatch_async(urls_queue, ^{ // your code }); dispatch_release(urls_queue);
年少_轻狂
// 后台执行: dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{ // something }); // 主线程执行: dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ // something }); // 一次性执行: static dispatch_once_t onceToken; dispatch_once(&onceToken, ^{ // code to be executed once }); // 延迟2秒执行: double delayInSeconds = 2.0; dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, delayInSeconds * NSEC_PER_SEC); dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^(void){ // code to be executed on the main queue after delay });
年少_轻狂
// 申明变量 (void) (^loggerBlock)(void);
// 定义 loggerBlock = ^{ NSLog(@"Hello world"); };
// 调用 loggerBlock();
年少_轻狂
使用GCD后:
// 原代码块一 self.indicator.hidden = NO; [self.indicator startAnimating]; dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ // 原代码块二 NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://www.youdao.com"]; NSError * error; NSString * data = [NSString stringWithContentsOfURL:url encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error]; if (data != nil) { // 原代码块三 dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ [self.indicator stopAnimating]; self.indicator.hidden = YES; self.content.text = data; }); } else { NSLog(@"error when download:%@", error); } });
z
zono
代码插件有问题?只能看到一行代码……
w
wolfhowl
为虾米代码看不了 就一行
关于iOS多线程,这边勉强可以看看(OC&Swift)

iOS开发多线程总是绕不过的坎,看了很多前辈们优秀的文章,如:关于iOS多线程,我说,你听,没准你就懂了!、谈iOS多线程(NSThread、NSOperation、GCD)编程、iOS多线程:『GCD』详尽总结、i...

Andy_Ron
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前面一二也说过,iOS中多线程编程工具主要有: NSThread NSOperation GCD 这三种方法都简单易用,各有千秋.同NSThread相比,GCD的运行效率更高,开发更简单。 但GCD确是诱惑力的,因为其本身是...

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