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Qinz

關于多線程的概念網上很多資料可供學習，下面我們主要講解幾種工作中會經常遇到的多線程問題及解決思路。

一、一句話簡單理解相關概念

進程：手機中的一個APP就是一個進程。
線程：一個進程可以開啟多個線程，默認開啟主線程。
隊列：隊形結構。分串行和并發，按照 FIFO（先進先調度）執行任務。
同步：按順序執行，不開啟新線程。
異步：不按順序執行，可以開啟新線程。
串行：在線程中依次執行。
并發：多條線程同時開工。

GCD應用

1. 經典現象之死鎖

- (void)test{
   NSLog(@"-----任務1----");
   dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
           NSLog(@"-----任務2----");
   });
   NSLog(@"-----任務3----");
}

分析：控制臺打印"-----任務1----"后崩潰。因為默認就一個主線程和一個主隊列，任務2要等待test執行完才執行，而test的執行又依賴于任務2，所以出現相互等待，造成崩潰。

2. 經典場景之賣票

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    // 第一個線程賣票
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        [self saleTickets];
    });
    // 第一個線程賣票
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        [self saleTickets];
    });
}

// 售票
- (void)saleTickets {
    
    while (self.tickets > 0) {
            //模擬延遲
            [NSThread sleepForTimeInterval:1];
            //判斷是否還有余票
            if (self.tickets > 0) {
                //如果有票，賣一張，提示用戶
                self.tickets--;
                NSLog(@"剩余票數 %zd %@",self.tickets,[NSThread currentThread]);
            }else{
                NSLog(@"沒有票，來晚了%@",[NSThread currentThread]);
                break;
            }
    }
}

2.1 控制臺部分輸出，可以看到出現了資源搶奪

剩余票數 10 <NSThread: 0x600000970700>{number = 4, name = (null)}
剩余票數 11 <NSThread: 0x600000978140>{number = 3, name = (null)}
剩余票數 9 <NSThread: 0x600000970700>{number = 4, name = (null)}
剩余票數 9 <NSThread: 0x600000978140>{number = 3, name = (null)}

2.2 用同步串行解決如下，當然這里也可以使用 @synchronized加鎖進行實現，蘋果并不推薦使用加鎖方式。

while (self.tickets > 0) {
    //同步串行
    dispatch_sync(dispatch_queue_create("Qinz", DISPATCH_QUEUE_SERIAL), ^{
        //模擬延遲
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];
        //判斷是否還有余票
        if (self.tickets > 0) {
            //如果有票，賣一張，提示用戶
            self.tickets--;
            NSLog(@"剩余票數 %zd %@",self.tickets,[NSThread currentThread]);
        }else{
            NSLog(@"沒有票，來晚了%@",[NSThread currentThread]);
        }
    });
}

3. 使用柵欄函數解決常見多任務依賴問題


-(void)barrierDemo{
    
    dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("com.Qinz.cn", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    /** 異步函數，模擬多任務網絡請求 */
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        for (int i = 0; i<10; i++) {
            NSLog(@"我在下載圖片%d---當前線程%@",i,[NSThread currentThread]);
        }
    });
    
    /** 異步函數，模擬多任務網絡請求 */
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        for (int i = 0; i<8; i++) {
            NSLog(@"我在請求商品詳情數據%d--當前線程%@",i,[NSThread currentThread]);
        }
    });
    /** 柵欄函數：相當于堵塞前面的操作 */
    dispatch_barrier_sync(concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"前面的異步任務執行完畢-----------%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    /** 處理日常任務 */
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        for (int i = 0; i<8; i++) {
            NSLog(@"日常任務處理%d--當前線程%@",i,[NSThread currentThread]);
        }
    });
}

柵欄函數使用注意:

一定要是自定義的并發隊列，使用系統提供的全局并發隊列會達不到想要的效果。
必須要求任務都在同一個隊列中執行。

4. 使用調度組解決多任務依賴問題

-(void)gcdGroup{
    
   //創建調度組
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        for (int i = 0; i<500; i++) {
            NSLog(@"我在下載圖片%d---當前線程%@",i,[NSThread currentThread]);
        }
    });
    //允許等待的任務執行的時間
    long timeout  = dispatch_group_wait(group, dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW,3 * NSEC_PER_SEC));
    //如果dispatch_group_wait函數返回值為0,就意味著Dispatch Group中的操作全部執行完畢
    if (timeout == 0) {
        dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"---刷新UI----");
        });
    }else{
           NSLog(@"---你超時了----");
    }
}

5. 使用GCD的_enter和_leave解決多任務依賴問題

-(void)gcdEnter{
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    
    //底層有一個signal,進組就會+1.判斷signal是否為0，出組signal=0
    dispatch_group_enter(group);
    dispatch_async(queue, ^{
        
        for (int i = 0; i<10; i++) {
            NSLog(@"我在下載圖片%d---當前線程%@",i,[NSThread currentThread]);
        }
        NSLog(@"??---第一個任務執行完畢 ----??");
        dispatch_group_leave(group);
        
    });
    dispatch_group_enter(group);
    dispatch_async(queue, ^{
        
        for (int i = 0; i<8; i++) {
            NSLog(@"我在請求商品詳情數據%d--當前線程%@",i,[NSThread currentThread]);
        }
        NSLog(@"??---第二個任務執行完畢 ----??");
        dispatch_group_leave(group);
    });
    //信號為0，才進入通知
    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        
        NSLog(@"所有任務完成，可以更新UI了");
    });
}

注意：_enter和_leave要成對出現，否則會造成最終不走通知回調或程序崩潰。

6. 當我們要控制并發數時，使用信號量來進行實現

#pragma mark - 信號量控制并發數
-(void)gcdSemaphore{
    
    /**
     通過信號量來控制并發數，當信號量為2時，最大允許2兩條線程同時執行；當信號量為1時，可以達到加鎖的目的，實現同步效果。
     */
    dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(2);
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    
    //任務1
    dispatch_async(queue, ^{
        dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        NSLog(@"---- 任務1開始執行 ----");
        sleep(1);
        NSLog(@"??---- 任務1執行完畢 ----");
        dispatch_semaphore_signal(semaphore);
    });
    
     //任務2
    dispatch_async(queue, ^{
        dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        NSLog(@"---- 任務2開始執行 ----");
        sleep(1);
        NSLog(@"??---- 任務2執行完畢 ----");
        dispatch_semaphore_signal(semaphore);
    });
    
     //任務3
    dispatch_async(queue, ^{
        dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        NSLog(@"---- 任務3開始執行 ----");
        sleep(1);
        NSLog(@"??---- 任務3執行完畢 ----");
        dispatch_semaphore_signal(semaphore);
        
    });
}

NSOperation應用

1. 線程之間的通訊

#pragma mark - 線程通訊
-(void)communication{
    
    NSOperationQueue*queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
    queue.name = @"Qinz";
    [queue addOperationWithBlock:^{
        
        NSLog(@"??當前隊列---%@-當前線程---%@",[NSOperationQueue currentQueue],[NSThread currentThread]);
        
        //模擬網路請求
        [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
            
            NSLog(@"h??當前隊列---%@-當前線程---%@",[NSOperationQueue currentQueue],[NSThread currentThread]);

        }];
        
    }];
}

2. 控制并發數

#pragma mark - 控制并發數
-(void)concurrent{
    
    NSOperationQueue*quue = [[NSOperationQueue alloc]init];
    //控制并發數
    quue.maxConcurrentOperationCount = 3;
    for (int i = 0; i < 30; i++) {
        [quue addOperationWithBlock:^{
            [NSThread sleepForTimeInterval:1];
            NSLog(@"??--%d--當前線程---%@",i,[NSThread currentThread]);

        }];
    }
   
}

3. 解決多任務依賴問題

#pragma mark - 多任務依賴順序執行
-(void)depend{
    
    NSBlockOperation * bo1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];
        NSLog(@"----  請求數據，拿到token ------");
        
    }];
    
    NSBlockOperation * bo2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];
        NSLog(@"----- 拿到token,請求數據1 ------");
        
    }];
    
    NSBlockOperation * bo3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];
        NSLog(@"------ 拿到1，請求數據2 -----");
        
    }];
    //建立依賴
    [bo2 addDependency:bo1];
    [bo3 addDependency:bo2];
    
    NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
    
    [queue addOperations:@[bo1,bo2,bo3] waitUntilFinished:YES];
    
    NSLog(@"---  所有任務執行完畢 --------");
}

多線程還有很多用法值得我們去探索，以上只是針對實際開發常見問題進行分析和給出解決思路。

我是Qinz,希望我的文章對你有幫助。

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