NSThread、NSOperation/NSOperationQueue、GCD三种多线程技术的对比及使用

一. 三种多线程技术的对比

  • NSThread

    • 说明：每个NSThread对象对应一个线程。
    • 优点：轻量级，使用简单
    • 缺点：需要自己管理线程的生命周期
    • 适用：
      • 需要自己管理线程的场景
      • 只是简单地在线程中执行一个任务的场景

  • NSOperation/NSOperationQueue

    • 说明：面向对象的多线程技术
    • 优点：自带线程周期管理；通过NSOperationQueue可以给各个操作（NSOperation子类的实例）添加依赖关系、取消操作的执行、暂停和恢复操作队列
    • 缺点：NSOperation是一个抽象类，只能实现它或者使用系统预定义好的两个子类：NSInvocationOperation和NSBlockOperation
    • 适用：
      • 多个操作需要设置依赖关系；
      • 操作有暂停、恢复、取消的需求；

  • GCD

    • 说明：它是基于C语言开发的，用于多核编程的解决方案。
    • 优点：它以FIFO的顺序执行并发任务，使用它时我们不用关系任务的调度情况；三种技术中它最高效。
    • 缺点：如果想给任务之间添加依赖关系、取消或暂停一个正在执行的任务，则比较棘手。
    • 适用：需要处理大量并发数据，且对性能有要求。



二. NSThread基本使用

开启新线程

  1. // 动态实例化
  2. NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(method) object:nil];
  3. thread.threadPriority = 1; // 设置线程的优先级(0.0 - 1.0，1.0最高级)
  4. [thread start];
  6. // 静态实例化
  7. [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(method) toTarget:self withObject:nil];
  9. // 隐式实例化
  10. [self performSelectorInBackground:@selector(method) withObject:nil];


获取线程

  1. // 获取当前线程
  2. NSThread *current = [NSThread currentThread];
  4. // 获取主线程
  5. NSThread *main = [NSThread mainThread];


暂停线程

  1. [NSThread sleepForTimeInterval:2];


线程之间通信

  1. // 在指定线程上执行操作
  2. [self performSelector:@selector(run) onThread:thread withObject:nil 
  3. waitUntilDone:YES]; 
  5. // 在主线程上执行操作
  6. [self performSelectorOnMainThread:@selector(run) withObject:nil waitUntilDone:YES]; 
  8. // 在当前线程执行操作
  9. [self performSelector:@selector(run) withObject:nil];



三. NSOperation/NSOperationQueue

NSOperation是抽象类，不能直接实例化，如果我们想要使用它来执行具体的任务，就必须创建自己的子类或使用系统预定义的子类。

系统预定义的子类

NSInvocationOperation：它可以通过指定对象及selector，直接创建一个NSInvocationOperation对象，如

  1. NSInvocationOperation *operation = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(testMethod) object:nil];

NSBlockOperation：我们可以使用它来并发执行一个或多个任务，只有当一个NSBlockOperation所关联的所有 block 都执行完毕时，这个NSBlockOperation才算执行完成，如

  1. NSBlockOperation *operation = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
  2.     // code1
  3. }];
  5. [operation addExecutionBlock:^{
  6.     // code2
  7. }];
  9. [operation addExecutionBlock:^{
  10.     // code3
  11. }];


执行方式

  • 将操作添加到一个操作队列中，让操作队列来帮我们自动执行。
  • 直接调用操作的start方法（默认同步执行）


支持的特性

  • 在操作之间建立依赖关系，只有当被依赖的操作执行完毕时，当前操作才会开始执行。
  • 支持一个可选的 completion block（setCompletionBlock:），该block会在操作的主任务执行完成时被调用。
    • 当一个操作被取消时，它的 completion block 仍然会执行，所以最好在 completion block 里检查一下isCancelled的值。
    • completion block 不一定是在主线程执行
  • 支持通过KVO来观察操作执行状态的变化
  • 支持设置操作执行的队列优先级（setQueuePriority:）
    • 新建的操作，队列优先级默认都是normal。
    • 队列优先级只应用于相同操作队列里的操作之间
    • 队列优先级只决定isReady状态为YES的操作的执行顺序，如两个操作A和B，当isReady均为YES时，优先级高的操作先执行；如果A的isReady为YES，B的isReady为NO，则A先执行（即使B的优先级更高，因为B还没ready）。
  • 支持取消正在执行的操作
  • 在执行一个操作（调用操作的start方法）或将操作添加到操作队列前，可以通过操作的setThreadPriority:方法来修改执行该操作的线程的优先级（0.0 ~ 1.0，0.0表示最低优先级，1.0表示最高优先级，默认值0.5）
    • 当操作开始执行时，操作默认的start方法会使用我们指定的值来修改当前线程的优先级
    • 我们指定的这个线程优先级，只会影响main方法执行时所在线程的优先级，所有其他的代码会一直以默认的线程优先级执行。
    • 如果自定义一个并发的NSOperation子类时，需要在start方法中根据指定的值自行修改线程的优先级。


注意

  • 无法暂停执行一个操作，只能直接取消掉。
  • 暂停执行操作队列并不能使正在执行的操作暂停执行，而只是简单地暂停调度新的操作。



参考资料