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iOS GCD NSOperation NSThread等多线程各种举例详解

2年多的iOS之路匆匆而过，期间也拜读来不少大神的博客，近来突然为自己一直做伸手党感到羞耻，是时候回馈社会。回想当年自己还是小白的时候，照着一些iOS多线程教程学，也只是照抄，只知其然、不知其所以然。现写一篇详细教程奉献给广大读者。废话就不多说了，直接上干货。如下图列举了很多多线程的知识点，每个知识点都写有对应的详细例子，并对运行结果进行分析，绝对拿实践结果来说话。如果各位道友发现错误之处还请指正。附上 demo下载地址

iOS中几种多线程的比较

GCD:是苹果为多核的并行运算提出的解决方案，所以会自动合理地利用更多的CPU内核（比如双核、四核），最重要的是它会自动管理线程的生命周期（创建线程、调度任务、销毁线程），完全不需要我们管理。

NSOperation: 是苹果公司对GCD的封装,以面向对象的方式封装了需要执行的操作，不必关心线程管理、同步等问题。NSOperation 和 NSOperationQueue 分别对应 GCD 的任务和队列。

NSThread: 是三种方法里面相对轻量级的，但需要管理线程的生命周期、同步、加锁问题，这会导致一定的性能开销。

一、iOS多线程之GCD篇

1.串行队列异步执行（不阻塞当前线程，且都是按顺序执行，前一个完成，后一个才开始，异步操作会另开辟线程）

举个例子

//串行队列异步执行 - (IBAction)serialAsync:(id)sender {  // 创建一个串行队列  //其中第一个参数是标识符。第二个参数传DISPATCH_QUEUE_SERIAL 或 NULL 表示创建串行队列，传入 DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 表示创建并行队列。  dispatch_queue_t myQueue = dispatch_queue_create("myQueue", NULL);  //通过一个for循环将10个很耗时的异步任务加到串行队列  for (NSInteger n = 0; n < 3; n++) {   dispatch_async(myQueue, ^{    //模拟一个很耗时的操作    for (NSInteger i = 0; i < 500000000; i++) {     if (i == 0) {      NSLog(@"串行异步任务%ld -> 开始%@",n,[NSThread currentThread]);     }     if (i == 499999999) {      NSLog(@"串行异步任务%ld -> 完成",(long)n);     }    }   });  }  NSLog(@"阻塞我没有？当前线程%@",[NSThread currentThread]); }

打印结果：

分析结论：“阻塞我没？”这句在第一行就打印了，说明串行异步操作不阻塞当前线程，且都是按顺序执行，前一个完成，后一个才开始。异步操作会另开辟线程。

2.串行队列同步执行（会阻塞当前线程，且都是按顺序执行，前一个完成，后一个才开始，同步操作不会开辟线程）

举个例子

//串行队列同步执行 - (IBAction)serialSync:(id)sender {  // 创建一个串行队列  //其中第一个参数是标识符。第二个参数传DISPATCH_QUEUE_SERIAL 或 NULL 表示创建串行队列，传入 DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 表示创建并行队列。  dispatch_queue_t myQueue = dispatch_queue_create("myQueue", NULL);  //通过一个for循环将10个很耗时的同步任务加到串行队列  for (NSInteger n = 0; n < 3; n++) {   dispatch_sync(myQueue, ^{    //模拟一个很耗时的操作    for (NSInteger i = 0; i < 500000000; i++) {     if (i == 0) {      NSLog(@"串行同步任务%ld -> 开始%@",n,[NSThread currentThread]);     }     if (i == 499999999) {      NSLog(@"串行同步任务%ld -> 完成",(long)n);     }    }   });  }  NSLog(@"阻塞我没有？当前线程%@",[NSThread currentThread]); }

打印结果：

分析结论：“阻塞我没？”这句到最后才执行，说明串行队列同步任务会阻塞当前线程，且都是按顺序执行，前一个完成，后一个才开始。从打印结果看，全在主线程执行的，所以同步操作不会开辟线程。

3.并行队列异步执行（不阻塞当前线程，多个任务同时开始，异步操作会另开辟线程）

举个例子

//并行队列异步执行 - (IBAction)concurrentAsync:(id)sender {  // 创建一个并行队列  //其中第一个参数是标识符。第二个参数传DISPATCH_QUEUE_SERIAL 或 NULL 表示创建串行队列，传入 DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 表示创建并行队列。  dispatch_queue_t myQueue = dispatch_queue_create("myQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);  //通过一个for循环将10个很耗时的异步任务加到并行队列  for (NSInteger n = 0; n < 3; n++) {   dispatch_async(myQueue, ^{    //模拟一个很耗时的操作    for (NSInteger i = 0; i < 500000000; i++) {     if (i == 0) {      NSLog(@"并行异步任务%ld -> 开始%@",n,[NSThread currentThread]);     }     if (i == 499999999) {      NSLog(@"并行异步任务%ld -> 完成",(long)n);     }    }   });  }  NSLog(@"阻塞我没有？当前线程%@",[NSThread currentThread]); }

打印结果：

分析结论：不阻塞当前线程，红圈的时间显示，并行队列异步多个任务同时开始。异步操作会另开辟线程。

4.并行队列同步执行（会阻塞当前线程，且都是按顺序执行，前一个完成，后一个才开始。）

举个例子

//并行队列同步执行 - (IBAction)concurrentSync:(id)sender {  // 创建一个并行队列  //其中第一个参数是标识符。第二个参数传DISPATCH_QUEUE_SERIAL 或 NULL 表示创建串行队列，传入 DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 表示创建并行队列。  dispatch_queue_t myQueue = dispatch_queue_create("myQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);  //通过一个for循环将10个很耗时的同步任务加到并行队列  for (NSInteger n = 0; n < 3; n++) {   dispatch_sync(myQueue, ^{    //模拟一个很耗时的操作    for (NSInteger i = 0; i < 500000000; i++) {     if (i == 0) {      NSLog(@"并行同步任务%ld -> 开始%@",(long)n,[NSThread currentThread]);     }     if (i == 499999999) {      NSLog(@"并行同步任务%ld -> 完成",(long)n);     }    }   });  }  NSLog(@"阻塞我没有？当前线程%@",[NSThread currentThread]); }

打印结果：

分析结论：并行队列同步执行会阻塞当前线程。且都是按顺序执行，前一个完成，后一个才开始。（注意：此处的按顺序一个一个执行和串行队列不同，此处是因为同步操作会阻塞当前线程，从打印结果看这三个操作都在主线程，当第一个操作完成，线程才解除阻塞，然后执行下一个，于是一个一个执行）从打印结果看，全在主线程执行的，所以同步任务不会开辟线程。

5.关于同步异步、串行并行的小结

从前4个例子小一下结论：a.串行队列不管是异步还是同步，都是按顺序一个一个执行的； b.同步操作不管是并行队列还是串行队列，都是按顺序一个一个执行的（但是同步操作并行和串行按顺序一个一个执行的原因是不同的，见第GCD4个例子的分析）。 c.同步操作会开辟线程，异步操作不开辟线程；

6.队列组（当组里所有任务都执行完了，队列组会通过一个方法通知我们，这些任务都是异步并行执行的，不阻塞当前线程）

举个例子

//队列组 - (IBAction)queueGroup:(id)sender {  //创建队列组  dispatch_group_t group = dispatch_group_create();  //创建全局并行队列  dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);   //创建自定义并行队列  dispatch_queue_t myQueue = dispatch_queue_create("myQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);   //创建主队列  dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();  //队列组执行全局队列  dispatch_group_async(group, globalQueue, ^{   for (NSInteger i = 0; i < 3; i++) {    NSLog(@"全局并行队列%ld",(long)i);   }  });  //队列组执行自定义并行队列  dispatch_group_async(group, myQueue, ^{   for (NSInteger i = 0; i < 4; i++) {    NSLog(@"自定义并行队列%ld",(long)i);   }  });  //队列组执行主队列  dispatch_group_async(group, mainQueue, ^{   for (NSInteger i = 0; i < 5; i++) {    NSLog(@"主队列%ld",(long)i);   }  });  dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{   NSLog(@"完成 - %@", [NSThread currentThread]);  });  NSLog(@"阻塞我没有？当前线程%@",[NSThread currentThread]); }

打印结果：

分析结论：当组里所有任务都执行完了，队列组会通过一个方法通知我们，这些任务都是异步并行执行的，不阻塞当前线程。

7.GCD延时

举个例子

//GCD延时 - (IBAction)dispatchDelay:(id)sender {  //非阻塞的执行方式  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){   NSLog(@"延时了2秒");  });  //既然谈到了延时延时，那就和其他几种延时比较下  //1.此方式要求必须在主线程中执行，否则无效。是一种非阻塞的执行方式，暂时未找到取消执行的方法。 // [self performSelector:@selector(delayMethod) withObject:nil afterDelay:1.0f];  //2.此方式要求必须在主线程中执行，否则无效。是一种非阻塞的执行方式，可以通过NSTimer类的- (void)invalidate;取消执行。 // [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0f target:self selector:@selector(delayMethod) userInfo:nil repeats:NO];  //3. 此方式在主线程和子线程中均可执行。是一种阻塞的执行方式，建方放到子线程中，以免卡住界面，没有找到取消执行的方法。 // [NSThread sleepForTimeInterval:4.0f]; // [self delayMethod];    NSLog(@"阻塞我没有？当前线程%@",[NSThread currentThread]); }

打印结果：

分析结论：GCD延时不会阻塞当前线程，延时操作在子线程执行

8.dispatch_barrier_async（前面任务完成再执行后面任务）

举个例子

- (IBAction)wait:(id)sender {  dispatch_queue_t myQueue = dispatch_queue_create("myQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);  //前面加2个任务  for (NSInteger n = 0; n < 2; n++) {   dispatch_async(myQueue, ^{    //模拟一个很耗时的操作    for (NSInteger i = 0; i < 500000000; i++) {     if (i == 0) {      NSLog(@"前面任务%ld -> 开始",(long)n);     }     if (i == 499999999) {      NSLog(@"前面任务%ld -> 完成",(long)n);     }    }   });  }  dispatch_barrier_async(myQueue, ^(){   NSLog(@"dispatch-barrier");  });  //后面加2个任务  for (NSInteger n = 0; n < 2; n++) {   dispatch_async(myQueue, ^{    //模拟一个很耗时的操作    for (NSInteger i = 0; i < 500000000; i++) {     if (i == 0) {      NSLog(@"后面任务%ld -> 开始",(long)n);     }     if (i == 499999999) {      NSLog(@"后面面任务%ld -> 完成",(long)n);     }    }   });  } }

打印结果：

分析结论： dispatch_barrier_async 方法会阻塞这个 queue（注意是阻塞 queue ，而不是阻塞当前线程），一直等到这个 queue 中排在它前面的任务都并行执行完成后才会开始执行自己，自己执行完毕后，再会取消阻塞，使这个 queue 中排在它后面的任务继续并行执行。（注意：如果你传入的是其他的 queue, 那么它就和 dispatch_async 一样了。）

9.死锁主线程

举个例子

//死锁主线程 - (IBAction)deadlock1:(id)sender {     NSLog(@"之前线程 － %@", [NSThread currentThread]);     dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{         NSLog(@"同步操作的线程 - %@", [NSThread currentThread]);     });     NSLog(@"之后线程 - %@", [NSThread currentThread]); }

打印结果：

分析结论：只打印了一句，发现后面两个没打印出来，说明已经死锁了。我们来一步一步分析，打印完第一句后，同步操作dispatch_sync 立即阻塞当前的主线程，然后把 Block 中的任务放到 main_queue 中，然后 main_queue 中的任务会被取出来放到主线程中执行，但主线程这个时候已经被阻塞了，所以 Block 中的任务就不能完成，它不完成，dispatch_sync 就会一直阻塞主线程，这就是死锁现象。导致主线程一直卡死。

10.死锁子线程

举个例子

//死锁子线程 - (IBAction)deadlock2:(id)sender {  dispatch_queue_t myQueue = dispatch_queue_create("myQueue", NULL);  NSLog(@"之前线程 - %@", [NSThread currentThread]);  dispatch_async(myQueue, ^{   NSLog(@"同步操作之前线程 - %@", [NSThread currentThread]);   dispatch_sync(myQueue, ^{    NSLog(@"同步操作时线程 - %@", [NSThread currentThread]);   });   NSLog(@"同步操作之后线程 - %@", [NSThread currentThread]);  });  NSLog(@"之后线程 - %@", [NSThread currentThread]); }

打印结果：

分析结论：打印第一句之后就是一个异步操作，异步操作会另外开辟线程，2个线程分别打印了最后一句和第二句，当执行到同步操作 dispatch_sync 时立马阻塞当前线程，一直等到 sync 里的任务执行完才会继续往下。于是 sync 就把自己 Block 中的任务放到 queue 中，可 queue 是一个串行队列，一次执行一个任务，所以 sync 的 Block 必须等到前一个任务执行完毕，可是 queue 正在执行的任务就是被 sync 阻塞了的那个。于是又发生了死锁。所以 sync 所在的线程被卡死了。剩下的两句代码自然不会打印。