IOS 多线程之信号量

在iOS开发的道路上,多线程的重要性不言而喻. 大部分我们都停留在基础的使用上面.缺乏高级应用. 缺乏提升,是因为我们面对他太少,复杂的事情重复做,复杂的事务基础化. 差距就是这样拉开了

言归正传: 今天讲讲GCD的高级应用之信号量篇

一, 信号量的本质:

信号量的本质是数据操作锁, 它本身不具有数据交换的功能,而是通过控制其他的通信资源来实现进程间通信，它本身只是一种外部资源的标识。信号量在此过程中负责数据操作的互斥、同步等功能.

二: 信号量的工作原理

由于信号量只能进行两种操作等待和发送信号，即P(sv)和V(sv),他们的行为是这样的：

P(sv)：如果sv的值大于零，就给它减1；如果它的值为零，就挂起该进程的执行

V(sv)：如果有其他进程因等待sv而被挂起，就让它恢复运行，如果没有进程因等待sv而挂起，就给它加1.

举个例子，就是两个进程共享信号量sv，一旦其中一个进程执行了P(sv)操作，它将得到信号量，并可以进入临界区，使sv减1。而第二个进程将被阻止进入临界区，因为当它试图执行P(sv)时，sv为0，它会被挂起以等待第一个进程离开临界区域并执行V(sv)释放信号量，这时第二个进程就可以恢复执行。

三: iOS中GCD的信号量函数解析:

dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(2);

这行代码创建了一个信号量,同时指明了最多有2个资源可以访问该"临界区域"

dispatch_semaphore_signal(semaphore)

这行代码提高信号量 , 信号量计数 + 1

dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);

这行代码降低信号量 , 信号量计数 - 1

特别注意当信号为0(零),在执行 dispatch_semaphore_wait 语句时,信号量计数小于0 ,阻塞当前线程.

四: GCD的信号量应用场景: 控制最大并发量, 控制资源的同步访问,如数据访问,网络同步加载.

例如我有这样的一段代码,假设需求是控制两个网络的执行顺序如想让请求一完成之后,在进行网络请求二,然后在进行网络请求N (实现的方式有多种多样)在此处主要讨论GCD semaphore 信号量的使用:

首先大家看看这段代码带来的问题

-(void)testSemaphore{

NSLog(@"current1:%@",[NSThread currentThread]);

dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);

[AKkaHttpTool Post:@"https://api.douban.com/v2/book/1220562" parameters:@{@"":@""} success:^(id _Nullable responseObject) {

dispatch_semaphore_signal(semaphore);

} failure:^(NSError * _Nullable error, NSInteger statusCode) {
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
}];

NSLog(@"你会来这儿吗1");
NSLog(@"current1:%@",[NSThread currentThread]);
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER); //等待信号,当信号总量少于0 的时候就会一直等待 ,否则就可以正常的执行,并让信号总量-1

NSLog(@"你会来这儿吗2");

[AKkaHttpTool Post:@"https://api.douban.com/v2/book/1220562" parameters:@{@"":@""} success:^(id  _Nullable responseObject) {
        NSLog(@"resqueue2:");
    } failure:^(NSError * _Nullable error, NSInteger statusCode) {
    }];
}

下面我用一张截图进行说明,主要是用于说明 dispatch_semaphore_wait 会阻塞当前线程

接下来这三个网络请求使用GCD信号量实现同步,并且不阻塞主线程

- (IBAction)gcd2:(id)sender {

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("AkSemaphore", NULL);

dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"current1:%@",[NSThread currentThread]);
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);

[AKkaHttpTool Post:@"https://api.douban.com/v2/book/1220562" parameters:@{@"":@""} success:^(id _Nullable responseObject) {

dispatch_semaphore_signal(semaphore);
           NSLog(@"resqueue1:");
       } failure:^(NSError * _Nullable error, NSInteger statusCode) {
           dispatch_semaphore_signal(semaphore);
       }];

NSLog(@"你会来这儿吗1");

dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER); //等待信号,当信号总量少于0 的时候就会一直等待 ,否则就可以正常的执行,并让信号总量-1

NSLog(@"你会来这儿吗2");

[AKkaHttpTool Post:@"https://api.douban.com/v2/book/1220562" parameters:@{@"":@""} success:^(id  _Nullable responseObject) {
           NSLog(@"resqueue2:");
           dispatch_semaphore_signal(semaphore);
       } failure:^(NSError * _Nullable error, NSInteger statusCode) {
           dispatch_semaphore_signal(semaphore);
       }];

dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER); //等待信号,当信号总量少于0 的时候就会一直等待 ,否则就可以正常的执行,并让信号总量-1

NSLog(@"你会来这儿吗3");
       [AKkaHttpTool Post:@"https://api.douban.com/v2/book/1220562" parameters:@{@"":@""} success:^(id  _Nullable responseObject) {
           NSLog(@"resqueue3:");
       } failure:^(NSError * _Nullable error, NSInteger statusCode) {
       }];
    });
}

接下来讲一下控制网络的并发访问 :

假如现在有一个这样的需求,需要先下载50张图片, 一般异步会开启新的线程,但过多的线程数与项目的性能是成反比的 . 所以控制并发,提高性能则尤为重要 : 实例代码如下

- (void)testGCD3{
    dispatch_semaphore_t semaphore =  dispatch_semaphore_create(5);
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    for (int i=0;i<100 ; i++) {

dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);

dispatch_async(queue, ^{
            NSLog(@"i = %d",i);
            //此处模拟一个异步下载图片的操作
            sleep(2);
            dispatch_semaphore_signal(semaphore);
        });
    }
}

代码讲解如下图:

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