ios多线程

关于多线程处理，很多人不敢用，因为多线程常常会导致一些奇葩的问题出现（大多都是资源共享导致的）。但存在肯定是有其道理的，如果你对它足够了解，当然也不一定就不出问题。起码是出了问题很快就可以定位到。至于多线程的优势，我想不说大家也都知道，肯定是比单线程要快的。这里就讲讲iOS的多线程并发处理。现在的设备很少是单核处理器了，如果你还用单线程，那可真是暴殄天物啊。那么多资源就被你这样浪费了。在iOS中主线程是处理UI的，你如果什么都在主线程里操作，这样用户的体验会非常的差，因为操作一个事件就要等其结束才能继续。所以用户体验很差，今天就来谈谈iOS的多线程处理。

第一部分：GCD

GCD是管理多线程最常用的api，GCD提供并管理任务队列。当然首先要了解队列是什么东西。

队列是管理对象的先进先出(FIFO)的一种数据结构，就像排队买票，排在前面的先买，后面的后买一样。

队列分为两种队列，一种就是分发队列（Dispatch queues）一种是顺序队列（Serial queues）

分发队列是以一种比较简单的方式在应用中来执行的异步并发任务，分发队列的任务是以block的形式提交的，无论是分发队列还是顺序队列，都是在主线程提交任务，其他线程来执行的队列。分发队列是以平行的并发顺序执行任务的。顺序队列是有先后顺序的（避免资源被竞争）。

在iOS中系统提供给每个应用一个顺序的队列和四个并发队列。其中主线程（顺序队列）来执行UI操作，所以如果大量的任务都放到主线程，那么主线程就会被阻塞掉。除了主线程队列，系统还提供了四个并发队列，我们称之为全局分发队列。这些队列是全局的队列，他们仅仅是优先级的区别。为了使用这些队列，你需要使用这个functiondispatch_get_global_queue函数，并设置第一个参数（参数如下）来得到这个队列的引用。

• DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH
• DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT
• DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW
• DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND
• 当然，他们的优先级从上到下越来越低的是。你可以使用任意一个你想用的队列，但是请注意，这些队列是系统提供给你的，所以队列里面的任务不一定都是你的任务（可能有其他的任务）。

GCD快速预览

了解了队列的基础知识之后，我们来看看什么是GCD

接下来我们来个demo。

Demo Project

我们的项目比较简单，仅仅展示四幅图片，每张图片都根据url从网上请求,图片请求在主线程中，为了向你展示这个会影响UI的响应，我们在图片下面加了个组件slider。demo 在这里下载。点击开始下载图片的start按钮，同时拖拽下面的slider。你会发现，你根本拖动不了它。

一旦你点击开始按钮，图片就开始下载了在主线程中，很显然，这个方法很糟糕，它使得UI无法响应其他任何事件，不幸的是，至今还有一些应用依然在主线程内执行大量的任务。那么现在我们开始定位这个问题，并用并发队列来解决它。

我们首先用并发队列来实现它，然后再用顺序队列来实现它。（两种方法而已）

运用并发队列

首先打开 ViewController.swift这个文件在Xcode中，看下代码，你就会找到这个方法didClickOnStart，它就是下载图片的方法。

<span style="font-size:14px;">@IBActionfuncdidClickOnStart(sender:AnyObject){    letimg1=Downloader.downloadImageWithURL(imageURLs[0])    self.imageView1.image=img1        letimg2=Downloader.downloadImageWithURL(imageURLs[1])    self.imageView2.image=img2        letimg3=Downloader.downloadImageWithURL(imageURLs[2])    self.imageView3.image=img3        letimg4=Downloader.downloadImageWithURL(imageURLs[3])    self.imageView4.image=img4    }</span>

每个下载方法被看作是一个任务，并且所以任务都在主线程内顺序执行，那么现在我们要获取一个全局并发队列的一个引用（默认优先级的就可以了）。

<span style="font-size:14px;">letqueue=dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0)        dispatch_async(queue){()->Voidin                        letimg1=Downloader.downloadImageWithURL(imageURLs[0])            dispatch_async(dispatch_get_main_queue(),{                                self.imageView1.image=img1            })                    }</span>

我们得到了一个默认的并发队列通过这个方法dispatch_get_global_queue，并且在内部的block内我们提交了一个下载图片的任务，一旦图片下载完成，我们提交另一个任务给主线程，让其更新下载好的图片，换句话来讲，就是我们把下载图片的方法放到了后台去做，但是执行UI更新还是在主线程内。其他部分也如此，修改后的代码就如下所示：

<span style="font-size:14px;">@IBActionfuncdidClickOnStart(sender:AnyObject){        letqueue=dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0)    dispatch_async(queue){()->Voidin                letimg1=Downloader.downloadImageWithURL(imageURLs[0])        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(),{                        self.imageView1.image=img1        })            }    dispatch_async(queue){()->Voidin                letimg2=Downloader.downloadImageWithURL(imageURLs[1])                dispatch_async(dispatch_get_main_queue(),{                        self.imageView2.image=img2        })            }    dispatch_async(queue){()->Voidin                letimg3=Downloader.downloadImageWithURL(imageURLs[2])                dispatch_async(dispatch_get_main_queue(),{                        self.imageView3.image=img3        })            }    dispatch_async(queue){()->Voidin                letimg4=Downloader.downloadImageWithURL(imageURLs[3])                dispatch_async(dispatch_get_main_queue(),{                        self.imageView4.image=img4        })    }    }</span>

你提交了四个图片的下载任务（并发的）到默认的队列，重新运行应用时你会发现速度快了很多，并且你也可以拖动那个slider了。

运用顺序队列

另一个可选的方法是使用顺序队列来处理这个问题，同样修改这个ViewController.swift文件的didClickOnStart()方法，这次我们用顺序队列来下载图片。当使用顺序队列的时候，需要注意的是，每个应用有个默认的顺序队列，那就是主队列，用来处理UI的。所以记住，使用顺序队列，你必须自己新建顺序队列来使用，否则你还是在主队列里面操作。并且会导致你要在主队列执行任务，同时试着去更新UI ，可能会报错。你可以使用函数dispatch_queue_create来创建新的队列并且提交任务到新的队列里面去，修改之后，我们的代码就变成如下的样子：

<span style="font-size:14px;">@IBActionfuncdidClickOnStart(sender:AnyObject){        letserialQueue=dispatch_queue_create("com.appcoda.imagesQueue",DISPATCH_QUEUE_SERIAL)            dispatch_async(serialQueue){()->Voidin                letimg1=Downloader.downloadImageWithURL(imageURLs[0])        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(),{                        self.imageView1.image=img1        })            }    dispatch_async(serialQueue){()->Voidin                letimg2=Downloader.downloadImageWithURL(imageURLs[1])                dispatch_async(dispatch_get_main_queue(),{                        self.imageView2.image=img2        })            }    dispatch_async(serialQueue){()->Voidin                letimg3=Downloader.downloadImageWithURL(imageURLs[2])                dispatch_async(dispatch_get_main_queue(),{                        self.imageView3.image=img3        })            }    dispatch_async(serialQueue){()->Voidin                letimg4=Downloader.downloadImageWithURL(imageURLs[3])                dispatch_async(dispatch_get_main_queue(),{                        self.imageView4.image=img4        })    }    }</span>

以上的两种方法的不同之处就是顺序队列需要自己去创建。但是以下两点我们仍须注意：

1、顺序队列比并发队列花费的时间长，原因就是顺序队列每次仅下载一张图，任务被顺序的执行。

2、图片被下载顺序是 image1, image2, image3, and image4 ，因为顺序队列每次仅执行一个任务。

第二部分：Operation Queues

GCD是一个底层的C语言API，它允许开发者并发执行任务。而Operation queues是一个高级的抽象的队列模型，并且在GCD的顶端。那就是说你可以执行并发任务像GCD一样，但是是以面向对象的方式。简单的说，Operation queues就是让开发者的生活更简单了，方法更容易使用了。

它不像GCD一样先进先出的顺序，下面就是它与并发队列的不同之处。

1、不遵循先进先出的队列形式，在Operation queues中，你可以设置操作优先级并且可以设置任务之间的依赖（就是某个任务要在另一个任务执行之后才开始执行的这样的依赖），这就是为什么它不遵循先进先出的原则。

2、默认的也是并发执行的，你不能改变它（不能变成顺序队列），但你可以设置依赖关系。

3、Operation queue是这个类NSOperationQueue的一个实例。它的任务被封装在NSOperation实例中。

NSOperation

任务是以NSOperation的实例的形式被提交到operation queues中的，我们上面讨论的GCD的任务是以block的形式提交的。这里也是一样的道理，我们是以NSOperation的实例作为一个基础单元。NSOperation是一个抽象的类，不能被直接实例化，在iOS中我们提供了两个子类来实例化，这两个类可以直接使用，但并不拘于此，你也可以自己来继承NSOperation它并实例化它。两个子类如下：

1、NSBlockOperation –使用这个类来初始化NSOperation的时候是用一个或者多个block的形式，NSOperation它本身就含有不止一个的block，当所有的block被执行完后，NSOperation就被认为结束了。

2、NSInvocationOperation –是初始化NSOperation用调用一个指定对象的一个方法来实现的。

NSOperation的优势何在？

1、支持依赖

2、改变执行的优先级

<span style="font-size:14px;">publicenumNSOperationQueuePriority: Int{    caseVeryLow    caseLow    caseNormal    caseHigh    caseVeryHigh}</span>

3、对于任何给定的队列，你可以取消操作，当任务被加到队列中后，你可以调用NSOperation实例对象的cancel()方法来取消这个任务。但取消操作有如下三种情形可能：

任务已经执行完，取消则无效果。

任务正在被执行，如果那样，系统不会强制停止任务，但取消的属性（cancelled）将被置为真。

任务在队列等待执行，那么它将被取消。

4、NSOperation有三个有用的布尔值属性finished, cancelled, and ready。finished 将被置为真当任务完成的时候，cancelled将为真当任务被取消的时候，ready将被置为真，当其可以被执行的时候。

5、任何的NSOperation都有一个选项设置完成后的block，当任务被完成后调用，也就是当finished属性被赋值为真之后，block开始执行。

接下来我们重写上面的demo用NSOperationQueues，首先声明变量在ViewController中

varqueue=NSOperationQueue()

然后重写这个方法didClickOnStart

<span style="font-size:14px;">@IBActionfuncdidClickOnStart(sender:AnyObject){    queue=NSOperationQueue()     queue.addOperationWithBlock{()->Voidin                letimg1=Downloader.downloadImageWithURL(imageURLs[0])         NSOperationQueue.mainQueue().addOperationWithBlock({            self.imageView1.image=img1        })    }        queue.addOperationWithBlock{()->Voidin        letimg2=Downloader.downloadImageWithURL(imageURLs[1])                NSOperationQueue.mainQueue().addOperationWithBlock({            self.imageView2.image=img2        })     }        queue.addOperationWithBlock{()->Voidin        letimg3=Downloader.downloadImageWithURL(imageURLs[2])                NSOperationQueue.mainQueue().addOperationWithBlock({            self.imageView3.image=img3        })     }        queue.addOperationWithBlock{()->Voidin        letimg4=Downloader.downloadImageWithURL(imageURLs[3])                NSOperationQueue.mainQueue().addOperationWithBlock({            self.imageView4.image=img4        })     }}</span>

上面的代码，我们用方法addOperationWithBlock及给定的block来创建一个新的任务。它很简单，为了执行这个任务，（在GCD的用法时是用这个方法dispatch_async()）。我们可以这么做NSOperationQueue (NSOperationQueue.mainQueue()) ，并且提交到主队列。我们可以正确的运行上面的代码，并且是后台执行下载图片（也不会阻塞UI）。

上面用了addOperationWithBlock这个方法，接下来我们加入了回调block重新处理下

<span style="font-size:14px;">@IBAction func didClickOnStart(sender: AnyObject) {        queue = NSOperationQueue()    let operation1 = NSBlockOperation(block: {        let img1 = Downloader.downloadImageWithURL(imageURLs[0])        NSOperationQueue.mainQueue().addOperationWithBlock({            self.imageView1.image = img1        })    })        operation1.completionBlock = {        print("Operation 1 completed")    }    queue.addOperation(operation1)        let operation2 = NSBlockOperation(block: {        let img2 = Downloader.downloadImageWithURL(imageURLs[1])        NSOperationQueue.mainQueue().addOperationWithBlock({            self.imageView2.image = img2        })    })        operation2.completionBlock = {        print("Operation 2 completed")    }    queue.addOperation(operation2)            let operation3 = NSBlockOperation(block: {        let img3 = Downloader.downloadImageWithURL(imageURLs[2])        NSOperationQueue.mainQueue().addOperationWithBlock({            self.imageView3.image = img3        })    })        operation3.completionBlock = {        print("Operation 3 completed")    }    queue.addOperation(operation3)        let operation4 = NSBlockOperation(block: {        let img4 = Downloader.downloadImageWithURL(imageURLs[3])        NSOperationQueue.mainQueue().addOperationWithBlock({            self.imageView4.image = img4        })    })        operation4.completionBlock = {        print("Operation 4 completed")    }    queue.addOperation(operation4)}</span>

取消的操作
为了验证取消操作，我们在导航栏上加了取消按钮。假设我们有四个任务，＃3依赖＃2，＃2依赖任务＃1，＃4没有依赖。

下面是取消部分代码

<span style="font-size:14px;">@IBAction func didClickOnCancel(sender: AnyObject) {                self.queue.cancelAllOperations()    }</span>

这个需要关联取消按钮的，并且在这个方法didClickOnStart中加入如下两行代码：

<span style="font-size:14px;">operation2.addDependency(operation1)operation3.addDependency(operation2)</span>

然后改变回调方法，加上日志

<span style="font-size:14px;">operation1.completionBlock = {            print("Operation 1 completed, cancelled:\(operation1.cancelled) ")        }</span>

其他几个类似这样的。

点开始按钮之后，再迅速按取消，结果如下：

＃1已经开始了，所以取消没有任何结果，但＃2和＃3都依赖于＃1，所以＃2和＃3都被取消了，但＃4没有任何关联，则和＃1一起执行了。效果图如下：

水平有限，有机会再回来修改。