GCD是iOS的一種底層多線程機(jī)制，今天總結(jié)一下GCD的常用API和概念，希望對(duì)大家的
學(xué)習(xí)起到幫助作用。
GCD隊(duì)列的概念
在多線程開發(fā)當(dāng)中，程序員只要將想做的事情定義好，并追加到DispatchQueue（派發(fā)隊(duì)列）當(dāng)中就好了。
派發(fā)隊(duì)列分為兩種，一種是串行隊(duì)列（SerialDispatchQueue），一種是并行隊(duì)列（ConcurrentDispatchQueue）。
一個(gè)任務(wù)就是一個(gè)block，比如，將任務(wù)添加到隊(duì)列中的代碼是：
1 dispatch_async(queue, block);
當(dāng)給queue添加多個(gè)任務(wù)時(shí)，如果queue是串行隊(duì)列，則它們按順序一個(gè)個(gè)執(zhí)行，同時(shí)處理的任務(wù)只有一個(gè)。
當(dāng)queue是并行隊(duì)列時(shí)，不論第一個(gè)任務(wù)是否結(jié)束，都會(huì)立刻開始執(zhí)行后面的任務(wù)，也就是可以同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)。
但是并行執(zhí)行的任務(wù)數(shù)量取決于XNU內(nèi)核，是不可控的。比如，如果同時(shí)執(zhí)行10個(gè)任務(wù)，那么10個(gè)任務(wù)并不是開啟10個(gè)線程，線程會(huì)根據(jù)任務(wù)執(zhí)行情況復(fù)用，由系統(tǒng)控制。
獲取隊(duì)列
系統(tǒng)提供了兩個(gè)隊(duì)列，一個(gè)是MainDispatchQueue，一個(gè)是GlobalDispatchQueue。
前者會(huì)將任務(wù)插入主線程的RunLoop當(dāng)中去執(zhí)行，所以顯然是個(gè)串行隊(duì)列，我們可以使用它來(lái)更新UI。
后者則是一個(gè)全局的并行隊(duì)列，有高、默認(rèn)、低和后臺(tái)4個(gè)優(yōu)先級(jí)。
它們的獲取方式如下：
1 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
2
3 dispatch queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRORITY_DEFAULT, 0)
執(zhí)行異步任務(wù)
1 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
2 dispatch_async(queue, ^{
3 //...
4 });
這個(gè)代碼片段直接在子線程里執(zhí)行了一個(gè)任務(wù)塊。使用GCD方式任務(wù)是立即開始執(zhí)行的
它不像操作隊(duì)列那樣可以手動(dòng)啟動(dòng)，同樣，缺點(diǎn)也是它的不可控性。
令任務(wù)只執(zhí)行一次
1 + (id)shareInstance {
2 static dispatch_once_t onceToken;
3 dispatch_once(&onceToken, ^{
4 _shareInstance = [[self alloc] init];
5 });
6 }
這種只執(zhí)行一次且線程安全的方式經(jīng)常出現(xiàn)在單例構(gòu)造器當(dāng)中。
任務(wù)組
有時(shí)候，我們希望多個(gè)任務(wù)同時(shí)（在多個(gè)線程里）執(zhí)行，再他們都完成之后，再執(zhí)行其他的任務(wù)，
于是可以建立一個(gè)分組，讓多個(gè)任務(wù)形成一個(gè)組，下面的代碼在組中多個(gè)任務(wù)都執(zhí)行完畢之后再執(zhí)行后續(xù)的任務(wù)：
1 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
2 dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
3
4 dispatch_group_async(group, queue, ^{ NSLog(@"1"); });
5 dispatch_group_async(group, queue, ^{ NSLog(@"2"); });
6 dispatch_group_async(group, queue, ^{ NSLog(@"3"); });
7 dispatch_group_async(group, queue, ^{ NSLog(@"4"); });
8 dispatch_group_async(group, queue, ^{ NSLog(@"5"); });
9
10 dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{ NSLog(@"done"); });延遲執(zhí)行任務(wù)
1 dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(10 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
2 //...
3 });
這段代碼將會(huì)在10秒后將任務(wù)插入RunLoop當(dāng)中。
dispatch_asycn和dispatch_sync
先前已經(jīng)有過(guò)一個(gè)使用dispatch_async執(zhí)行異步任務(wù)的一個(gè)例子，下面來(lái)看一段代碼：
1 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
2
3 dispatch_async(queue, ^{
4 NSLog(@"1");
5 });
6
7 NSLog(@"2");
這段代碼首先獲取了全局隊(duì)列，也就是說(shuō)，dispatch_async當(dāng)中的任務(wù)被丟到了另一個(gè)線程里去執(zhí)行，async在這里的含義是，當(dāng)當(dāng)前線程給子線程分配了block當(dāng)中的任務(wù)之后，當(dāng)前線程會(huì)立即執(zhí)行，并不會(huì)發(fā)生阻塞，也就是異步的。那么，輸出結(jié)果不是12就是21，因?yàn)槲覀儧]法把控兩個(gè)線程RunLoop里到底是怎么執(zhí)行的。
類似的，還有一個(gè)“同步”方法dispatch_sync，代碼如下：
1 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
2
3 dispatch_sync(queue, ^{
4 NSLog(@"1");
5 });
6
7 NSLog(@"2");
這就意味著，當(dāng)主線程將任務(wù)分給子線程后，主線程會(huì)等待子線程執(zhí)行完畢，再繼續(xù)執(zhí)行自身的內(nèi)容，那么結(jié)果顯然就是12了。
需要注意的一點(diǎn)是，這里用的是全局隊(duì)列，那如果把dispatch_sync的隊(duì)列換成主線程隊(duì)列會(huì)怎么樣呢：
1 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
2 dispatch_sync(queue, ^{
3 NSLog(@"1");
4 });
這段代碼會(huì)發(fā)生死鎖，因?yàn)椋?/div>
1.主線程通過(guò)dispatch_sync把block交給主隊(duì)列后，會(huì)等待block里的任務(wù)結(jié)束再往下走自身的任務(wù)，
2.而隊(duì)列是先進(jìn)先出的，block里的任務(wù)也在等待主隊(duì)列當(dāng)中排在它之前的任務(wù)都執(zhí)行完了再走自己。
這種循環(huán)等待就形成了死鎖。所以在主線程當(dāng)中使用dispatch_sync將任務(wù)加到主隊(duì)列是不可取的。
創(chuàng)建隊(duì)列
我們可以使用系統(tǒng)提供的函數(shù)獲取主串行隊(duì)列和全局并行隊(duì)列，當(dāng)然也可以自己手動(dòng)創(chuàng)建串行和并行隊(duì)列，代碼為：
1 dispatch_queue_t mySerialDispatchQueue = dispatch_queue_create("com.Steak.GCD", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
2 dispatch_queue_t myConcurrentDispatchQueue = dispatch_queue_create("com.Steak.GCD", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
在MRC下，手動(dòng)創(chuàng)建的隊(duì)列是需要釋放的
1 dispatch_release(myConcurrentDispatchQueue);
手動(dòng)創(chuàng)建的隊(duì)列和默認(rèn)優(yōu)先級(jí)全局隊(duì)列優(yōu)先級(jí)等同，如果需要修改隊(duì)列的優(yōu)先級(jí)，需要：
1 dispatch_queue_t myConcurrentDispatchQueue = dispatch_queue_create("com.Steak.GCD", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
2 dispatch_queue_t targetQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND, 0);
3 dispatch_set_target_queue(myConcurrentDispatchQueue, targetQueue);
上面的代碼修改隊(duì)列的優(yōu)先級(jí)為后臺(tái)級(jí)別，即與默認(rèn)的后臺(tái)優(yōu)先級(jí)的全局隊(duì)列等同。
串行、并行隊(duì)列與讀寫安全性
在向串行隊(duì)列（SerialDispatchQueue）當(dāng)中加入多個(gè)block任務(wù)后，一次只能同時(shí)執(zhí)行一個(gè)block，如果生成了n個(gè)串行隊(duì)列，并且向每個(gè)隊(duì)列當(dāng)中都添加了任務(wù)，那么系統(tǒng)就會(huì)啟動(dòng)n個(gè)線程來(lái)同時(shí)執(zhí)行這些任務(wù)。
對(duì)于串行隊(duì)列，正確的使用時(shí)機(jī)，是在需要解決數(shù)據(jù)/文件競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題時(shí)使用它。比如，我們可以令多個(gè)任務(wù)同時(shí)訪問(wèn)一塊數(shù)據(jù)，這樣會(huì)出現(xiàn)沖突，也可以把每個(gè)操作都加入到一個(gè)串行隊(duì)列當(dāng)中，因?yàn)榇嘘?duì)列一次只能執(zhí)行一個(gè)線程的任務(wù)，所以不會(huì)出現(xiàn)沖突。
但是考慮到串行隊(duì)列會(huì)因?yàn)樯舷挛那袚Q而拖慢系統(tǒng)性能，所以我們還是很期望采用并行隊(duì)列的，來(lái)看下面的示例代碼：
1 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); 2 dispatch_async(queue, ^{ 3 //數(shù)據(jù)讀取 4 }); 5 dispatch_async(queue, ^{ 6 //數(shù)據(jù)讀取2 7 }); 8 dispatch_async(queue, ^{ 9 //數(shù)據(jù)寫入 10 }); 11 dispatch_async(queue, ^{ 12 //數(shù)據(jù)讀取3 13 }); 14 dispatch_async(queue, ^{ 15 //數(shù)據(jù)讀取4 16 }); |
顯然，這5個(gè)操作的執(zhí)行順序是我們無(wú)法預(yù)期的，我們希望在讀取1和讀取2執(zhí)行結(jié)束后，再執(zhí)行寫入，寫入完成后再執(zhí)行讀取3和讀取4。
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)效果，這里可以使用GCD的另一個(gè)API：
1 dispatch_barrier_async(queue, ^{
2 //數(shù)據(jù)寫入
3 });
這樣就保證的寫入操作的并發(fā)安全性。
對(duì)于沒有數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)的并行操作，則可以使用并行隊(duì)列（CONCURRENT）來(lái)實(shí)現(xiàn)。
JOIN行為
CGD利用dispatch_group_wait來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)操作的join行為，代碼如下：
1 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); 2 dispatch_group_t group = dispatch_group_create(); 3 4 dispatch_group_async(group, queue, ^{ 5 sleep(0.5); 6 NSLog(@"1"); 7 }); 8 dispatch_group_async(group, queue, ^{ 9 sleep(1.5); 10 NSLog(@"2"); 11 }); 12 dispatch_group_async(group, queue, ^{ 13 sleep(2.5); 14 NSLog(@"3"); 15 }); 16 17 NSLog(@"aaaaa"); 18 19 dispatch_time_t time = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 2ull * NSEC_PER_SEC); 20 if (dispatch_group_wait(group, time) == 0) { 21 NSLog(@"已經(jīng)全部執(zhí)行完畢"); 22 } 23 else { 24 NSLog(@"沒有執(zhí)行完畢"); 25 } 26 27 NSLog(@"bbbbb"); |
這里起了3個(gè)異步線程放在一個(gè)組里，之后通過(guò)dispatch_time_t創(chuàng)建了一個(gè)超時(shí)時(shí)間（2秒），程序之后行，立即輸出了aaaaa，這是主線程輸出的，當(dāng)遇到dispatch_group_wait時(shí)，主線程會(huì)被掛起，等待2秒，在等待的過(guò)程當(dāng)中，子線程分別輸出了1和2，2秒時(shí)間達(dá)到后，主線程發(fā)現(xiàn)組里的任務(wù)并沒有全部結(jié)束，然后輸出了bbbbb。
在這里，如果超時(shí)時(shí)間設(shè)置得比較長(zhǎng)（比如5秒），那么會(huì)在2.5秒時(shí)第三個(gè)任務(wù)結(jié)束后，立即輸出bbbbb，也就是說(shuō)，當(dāng)組中的任務(wù)全部執(zhí)行完畢時(shí)，主線程就不再被阻塞了。
如果希望永久等待下去，時(shí)間可以設(shè)置為DISPATCH_TIME_FOREVER。
并行循環(huán)
類似于C#的PLINQ，OC也可以讓循環(huán)并行執(zhí)行，在GCD當(dāng)中有一個(gè)dispatch_apply函數(shù)：
1 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
2 dispatch_apply(20, queue, ^(size_t i) {
3 NSLog(@"%lu", i);
4 });
這段代碼讓i并行循環(huán)了20次，如果內(nèi)部處理的是一個(gè)數(shù)組，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)組的并行循環(huán)了，它的內(nèi)部是dispatch_sync的同步操作，所以在執(zhí)行這個(gè)循環(huán)的過(guò)程當(dāng)中，當(dāng)前線程會(huì)被阻塞。
暫停和恢復(fù)
使用dispatch_suspend(queue)可以暫停隊(duì)列中任務(wù)的執(zhí)行，使用dispatch_result(queue)可以繼續(xù)執(zhí)行被暫停的隊(duì)列。
