iOS GCD的詳細使用

GCD 的使用步驟

GCD 的使用步驟其實很簡單恋拍，只有兩步衔统。

創(chuàng)建一個隊列（串行隊列或并發(fā)隊列）
將任務追加到任務的等待隊列中行楞，然后系統(tǒng)就會根據(jù)任務類型執(zhí)行任務（同步執(zhí)行或異步執(zhí)行）

下邊來看看隊列的創(chuàng)建方法/獲取方法攒暇，以及任務的創(chuàng)建方法。

隊列的創(chuàng)建方法/獲取方法

可以使用dispatch_queue_create來創(chuàng)建隊列子房，需要傳入兩個參數(shù)形用，第一個參數(shù)表示隊列的唯一標識符，用于 DEBUG证杭，可為空田度，Dispatch Queue 的名稱推薦使用應用程序 ID 這種逆序全程域名；第二個參數(shù)用來識別是串行隊列還是并發(fā)隊列解愤。DISPATCH_QUEUE_SERIAL 表示串行隊列镇饺，DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 表示并發(fā)隊列。

// 串行隊列的創(chuàng)建方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
// 并發(fā)隊列的創(chuàng)建方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

對于串行隊列送讲，GCD 提供了的一種特殊的串行隊列：主隊列（Main Dispatch Queue）奸笤。

所有放在主隊列中的任務惋啃，都會放到主線程中執(zhí)行。
可使用dispatch_get_main_queue()獲得主隊列揭保。

// 主隊列的獲取方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

對于并發(fā)隊列肥橙，GCD 默認提供了全局并發(fā)隊列（Global Dispatch Queue）。

可以使用dispatch_get_global_queue來獲取秸侣。需要傳入兩個參數(shù)存筏。第一個參數(shù)表示隊列優(yōu)先級，一般用DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT味榛。第二個參數(shù)暫時沒用椭坚，用0即可。

// 全局并發(fā)隊列的獲取方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

任務的創(chuàng)建方法
GCD 提供了同步執(zhí)行任務的創(chuàng)建方法dispatch_sync和異步執(zhí)行任務創(chuàng)建方法dispatch_async搏色。

// 同步執(zhí)行任務創(chuàng)建方法
dispatch_sync(queue, ^{
  // 這里放同步執(zhí)行任務代碼
});
// 異步執(zhí)行任務創(chuàng)建方法
dispatch_async(queue, ^{
  // 這里放異步執(zhí)行任務代碼
});

GCD 柵欄方法：dispatch_barrier_async

我們有時需要異步執(zhí)行兩組操作善茎，而且第一組操作執(zhí)行完之后，才能開始執(zhí)行第二組操作频轿。這樣我們就需要一個相當于柵欄一樣的一個方法將兩組異步執(zhí)行的操作組給分割起來垂涯，當然這里的操作組里可以包含一個或多個任務。這就需要用到dispatch_barrier_async方法在兩個操作組間形成柵欄航邢。
dispatch_barrier_async函數(shù)會等待前邊追加到并發(fā)隊列中的任務全部執(zhí)行完畢之后耕赘，再將指定的任務追加到該異步隊列中。然后在dispatch_barrier_async函數(shù)追加的任務執(zhí)行完畢之后膳殷，異步隊列才恢復為一般動作操骡，接著追加任務到該異步隊列并開始執(zhí)行。具體如下圖所示：

image

/**
 * 柵欄方法 dispatch_barrier_async
 */
- (void)barrier {
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印當前線程
        }
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印當前線程
        }
    });

    dispatch_barrier_async(queue, ^{
        // 追加任務 barrier
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"barrier---%@",[NSThread currentThread]);// 打印當前線程
        }
    });

    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印當前線程
        }
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務4
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"4---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印當前線程
        }
    });
}

輸出結(jié)果：
2018-02-23 20:48:18.297745+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] 1---<NSThread: 0x600000079d80>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:48:18.297745+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059273] 2---<NSThread: 0x600000079e00>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:48:20.301139+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] 1---<NSThread: 0x600000079d80>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:48:20.301139+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059273] 2---<NSThread: 0x600000079e00>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:48:22.306290+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] barrier---<NSThread: 0x600000079d80>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:48:24.311655+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] barrier---<NSThread: 0x600000079d80>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:48:26.316943+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059273] 4---<NSThread: 0x600000079e00>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:48:26.316956+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] 3---<NSThread: 0x600000079d80>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:48:28.320660+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059273] 4---<NSThread: 0x600000079e00>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:48:28.320649+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] 3---<NSThread: 0x600000079d80>{number = 4, name = (null)}

在dispatch_barrier_async執(zhí)行結(jié)果中可以看出：

在執(zhí)行完柵欄前面的操作之后赚窃，才執(zhí)行柵欄操作册招，最后再執(zhí)行柵欄后邊的操作。

GCD 延時執(zhí)行方法：dispatch_after

我們經(jīng)常會遇到這樣的需求：在指定時間（例如3秒）之后執(zhí)行某個任務勒极∈顷可以用 GCD 的dispatch_after函數(shù)來實現(xiàn)。
需要注意的是：dispatch_after函數(shù)并不是在指定時間之后才開始執(zhí)行處理辱匿，而是在指定時間之后將任務追加到主隊列中冀惭。嚴格來說，這個時間并不是絕對準確的掀鹅，但想要大致延遲執(zhí)行任務，dispatch_after函數(shù)是很有效的媒楼。

/**
 * 延時執(zhí)行方法 dispatch_after
 */
- (void)after {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印當前線程
    NSLog(@"asyncMain---begin");

    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        // 2.0秒后異步追加任務代碼到主隊列乐尊，并開始執(zhí)行
        NSLog(@"after---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印當前線程
    });
}

輸出結(jié)果：
2018-02-23 20:53:08.713784+0800 YSC-GCD-demo[20282:5080295] currentThread---<NSThread: 0x60000006ee00>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:53:08.713962+0800 YSC-GCD-demo[20282:5080295] asyncMain---begin
2018-02-23 20:53:10.714283+0800 YSC-GCD-demo[20282:5080295] after---<NSThread: 0x60000006ee00>{number = 1, name = main}

可以看出：在打印 asyncMain---begin 之后大約 2.0 秒的時間，打印了 after---<NSThread: 0x60000006ee00>{number = 1, name = main}

GCD 一次性代碼（只執(zhí)行一次）：dispatch_once

我們在創(chuàng)建單例划址、或者有整個程序運行過程中只執(zhí)行一次的代碼時扔嵌，我們就用到了 GCD 的 dispatch_once 函數(shù)限府。使用
dispatch_once 函數(shù)能保證某段代碼在程序運行過程中只被執(zhí)行1次，并且即使在多線程的環(huán)境下痢缎，dispatch_once也可以保證線程安全胁勺。

/**
 * 一次性代碼（只執(zhí)行一次）dispatch_once
 */
- (void)once {
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        // 只執(zhí)行1次的代碼(這里面默認是線程安全的)
    });
}

GCD 快速迭代方法：dispatch_apply

通常我們會用 for 循環(huán)遍歷，但是 GCD 給我們提供了快速迭代的函數(shù)dispatch_apply独旷。dispatch_apply按照指定的次數(shù)將指定的任務追加到指定的隊列中署穗，并等待全部隊列執(zhí)行結(jié)束。

如果是在串行隊列中使用 dispatch_apply嵌洼，那么就和 for 循環(huán)一樣案疲，按順序同步執(zhí)行÷檠可這樣就體現(xiàn)不出快速迭代的意義了褐啡。
我們可以利用并發(fā)隊列進行異步執(zhí)行。比如說遍歷 0~5 這6個數(shù)字鳖昌，for 循環(huán)的做法是每次取出一個元素备畦，逐個遍歷。dispatch_apply 可以在多個線程中同時（異步）遍歷多個數(shù)字许昨。
還有一點懂盐，無論是在串行隊列，還是異步隊列中车要，dispatch_apply 都會等待全部任務執(zhí)行完畢允粤，這點就像是同步操作，也像是隊列組中的 dispatch_group_wait方法翼岁。

/**
 * 快速迭代方法 dispatch_apply
 */
- (void)apply {
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

    NSLog(@"apply---begin");
    dispatch_apply(6, queue, ^(size_t index) {
        NSLog(@"%zd---%@",index, [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"apply---end");
}

輸出結(jié)果：
2018-02-23 22:03:18.475499+0800 YSC-GCD-demo[20470:5176805] apply---begin
2018-02-23 22:03:18.476672+0800 YSC-GCD-demo[20470:5177035] 1---<NSThread: 0x60000027b8c0>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:03:18.476693+0800 YSC-GCD-demo[20470:5176805] 0---<NSThread: 0x604000070640>{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:03:18.476704+0800 YSC-GCD-demo[20470:5177037] 2---<NSThread: 0x604000276800>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:03:18.476735+0800 YSC-GCD-demo[20470:5177036] 3---<NSThread: 0x60000027b800>{number = 5, name = (null)}
2018-02-23 22:03:18.476867+0800 YSC-GCD-demo[20470:5177035] 4---<NSThread: 0x60000027b8c0>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:03:18.476867+0800 YSC-GCD-demo[20470:5176805] 5---<NSThread: 0x604000070640>{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:03:18.477038+0800 YSC-GCD-demo[20470:5176805] apply---end

因為是在并發(fā)隊列中異步執(zhí)行任務类垫，所以各個任務的執(zhí)行時間長短不定，最后結(jié)束順序也不定琅坡。但是apply---end一定在最后執(zhí)行悉患。這是因為dispatch_apply函數(shù)會等待全部任務執(zhí)行完畢。

GCD 隊列組：dispatch_group

有時候我們會有這樣的需求：分別異步執(zhí)行2個耗時任務榆俺，然后當2個耗時任務都執(zhí)行完畢后再回到主線程執(zhí)行任務售躁。這時候我們可以用到 GCD 的隊列組。

調(diào)用隊列組的 dispatch_group_async 先把任務放到隊列中茴晋，然后將隊列放入隊列組中陪捷。或者使用隊列組的 dispatch_group_enter诺擅、dispatch_group_leave 組合來實現(xiàn)
dispatch_group_async市袖。
調(diào)用隊列組的 dispatch_group_notify 回到指定線程執(zhí)行任務∷赣浚或者使用 dispatch_group_wait 回到當前線程繼續(xù)向下執(zhí)行（會阻塞當前線程）苍碟。

dispatch_group_notify

監(jiān)聽 group 中任務的完成狀態(tài)酒觅，當所有的任務都執(zhí)行完成后，追加任務到 group 中微峰，并執(zhí)行任務舷丹。

/**
 * 隊列組 dispatch_group_notify
 */
- (void)groupNotify {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印當前線程
    NSLog(@"group---begin");

    dispatch_group_t group =  dispatch_group_create();

    dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        // 追加任務1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印當前線程
        }
    });

    dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        // 追加任務2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印當前線程
        }
    });

    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        // 等前面的異步任務1、任務2都執(zhí)行完畢后蜓肆，回到主線程執(zhí)行下邊任務
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印當前線程
        }
        NSLog(@"group---end");
    });
}

輸出結(jié)果：
2018-02-23 22:05:03.790035+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183349] currentThread---<NSThread: 0x604000072040>{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:05:03.790237+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183349] group---begin
2018-02-23 22:05:05.792721+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183654] 1---<NSThread: 0x60000026f280>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:05:05.792725+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183656] 2---<NSThread: 0x60000026f240>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:05:07.797408+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183656] 2---<NSThread: 0x60000026f240>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:05:07.797408+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183654] 1---<NSThread: 0x60000026f280>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:05:09.798717+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183349] 3---<NSThread: 0x604000072040>{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:05:11.799827+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183349] 3---<NSThread: 0x604000072040>{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:05:11.799977+0800 YSC-GCD-demo[20494:5183349] group---end

從dispatch_group_notify相關代碼運行輸出結(jié)果可以看出：
當所有任務都執(zhí)行完成之后颜凯，才執(zhí)行dispatch_group_notify block 中的任務。

dispatch_group_wait

暫停當前線程（阻塞當前線程）症杏，等待指定的 group 中的任務執(zhí)行完成后装获，才會往下繼續(xù)執(zhí)行。

/**
 * 隊列組 dispatch_group_wait
 */
- (void)groupWait {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印當前線程
    NSLog(@"group---begin");

    dispatch_group_t group =  dispatch_group_create();

    dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        // 追加任務1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印當前線程
        }
    });

    dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        // 追加任務2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印當前線程
        }
    });

    // 等待上面的任務全部完成后厉颤，會往下繼續(xù)執(zhí)行（會阻塞當前線程）
    dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);

    NSLog(@"group---end");
}

輸出結(jié)果：
2018-02-23 22:10:16.939258+0800 YSC-GCD-demo[20538:5198871] currentThread---<NSThread: 0x600000066780>{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:10:16.939455+0800 YSC-GCD-demo[20538:5198871] group---begin
2018-02-23 22:10:18.943862+0800 YSC-GCD-demo[20538:5199137] 2---<NSThread: 0x600000464b80>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:10:18.943861+0800 YSC-GCD-demo[20538:5199138] 1---<NSThread: 0x604000076640>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:10:20.947787+0800 YSC-GCD-demo[20538:5199137] 2---<NSThread: 0x600000464b80>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:10:20.947790+0800 YSC-GCD-demo[20538:5199138] 1---<NSThread: 0x604000076640>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:10:20.948134+0800 YSC-GCD-demo[20538:5198871] group---end

從dispatch_group_wait相關代碼運行輸出結(jié)果可以看出：
當所有任務執(zhí)行完成之后穴豫，才執(zhí)行 dispatch_group_wait 之后的操作。但是逼友，使用dispatch_group_wait 會阻塞當前線程精肃。

dispatch_group_enter、dispatch_group_leave

dispatch_group_enter 標志著一個任務追加到 group帜乞，執(zhí)行一次司抱，相當于 group 中未執(zhí)行完畢任務數(shù)+1
dispatch_group_leave 標志著一個任務離開了 group，執(zhí)行一次黎烈，相當于 group 中未執(zhí)行完畢任務數(shù)-1习柠。
當 group 中未執(zhí)行完畢任務數(shù)為0的時候，才會使dispatch_group_wait解除阻塞照棋，以及執(zhí)行追加到dispatch_group_notify中的任務资溃。

/**
 * 隊列組 dispatch_group_enter、dispatch_group_leave
 */
- (void)groupEnterAndLeave
{
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印當前線程
    NSLog(@"group---begin");

    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    dispatch_group_enter(group);
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印當前線程
        }
        dispatch_group_leave(group);
    });

    dispatch_group_enter(group);
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印當前線程
        }
        dispatch_group_leave(group);
    });

    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        // 等前面的異步操作都執(zhí)行完畢后烈炭，回到主線程.
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印當前線程
        }
        NSLog(@"group---end");
    });

//    // 等待上面的任務全部完成后溶锭，會往下繼續(xù)執(zhí)行（會阻塞當前線程）
//    dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
//
//    NSLog(@"group---end");
}

輸出結(jié)果：
2018-02-23 22:14:17.997667+0800 YSC-GCD-demo[20592:5214830] currentThread---<NSThread: 0x604000066600>{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:14:17.997839+0800 YSC-GCD-demo[20592:5214830] group---begin
2018-02-23 22:14:20.000298+0800 YSC-GCD-demo[20592:5215094] 1---<NSThread: 0x600000277c80>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:14:20.000305+0800 YSC-GCD-demo[20592:5215095] 2---<NSThread: 0x600000277c40>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:14:22.001323+0800 YSC-GCD-demo[20592:5215094] 1---<NSThread: 0x600000277c80>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:14:22.001339+0800 YSC-GCD-demo[20592:5215095] 2---<NSThread: 0x600000277c40>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:14:24.002321+0800 YSC-GCD-demo[20592:5214830] 3---<NSThread: 0x604000066600>{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:14:26.002852+0800 YSC-GCD-demo[20592:5214830] 3---<NSThread: 0x604000066600>{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:14:26.003116+0800 YSC-GCD-demo[20592:5214830] group---end

從dispatch_group_enter、dispatch_group_leave相關代碼運行結(jié)果中可以看出：當所有任務執(zhí)行完成之后符隙，才執(zhí)行 dispatch_group_notify 中的任務趴捅。這里的dispatch_group_enter、dispatch_group_leave組合霹疫，其實等同于dispatch_group_async拱绑。

GCD 信號量：dispatch_semaphore

GCD 中的信號量是指 Dispatch Semaphore，是持有計數(shù)的信號丽蝎。類似于過高速路收費站的欄桿猎拨。可以通過時，打開欄桿迟几，不可以通過時，關閉欄桿栏笆。在 Dispatch Semaphore 中类腮，使用計數(shù)來完成這個功能，計數(shù)為0時等待蛉加，不可通過蚜枢。計數(shù)為1或大于1時，計數(shù)減1且不等待针饥，可通過厂抽。
Dispatch Semaphore 提供了三個函數(shù)。

dispatch_semaphore_create：創(chuàng)建一個Semaphore并初始化信號的總量
dispatch_semaphore_signal：發(fā)送一個信號丁眼，讓信號總量加1
dispatch_semaphore_wait：可以使總信號量減1筷凤，當信號總量為0時就會一直等待（阻塞所在線程），否則就可以正常執(zhí)行苞七。

注意：信號量的使用前提是：想清楚你需要處理哪個線程等待（阻塞）藐守，又要哪個線程繼續(xù)執(zhí)行，然后使用信號量蹂风。

Dispatch Semaphore 在實際開發(fā)中主要用于：

保持線程同步卢厂，將異步執(zhí)行任務轉(zhuǎn)換為同步執(zhí)行任務
保證線程安全，為線程加鎖

Dispatch Semaphore 線程同步

我們在開發(fā)中惠啄，會遇到這樣的需求：異步執(zhí)行耗時任務慎恒，并使用異步執(zhí)行的結(jié)果進行一些額外的操作。換句話說撵渡，相當于融柬，將將異步執(zhí)行任務轉(zhuǎn)換為同步執(zhí)行任務。比如說：AFNetworking 中 AFURLSessionManager.m 里面的 tasksForKeyPath: 方法姥闭。通過引入信號量的方式丹鸿，等待異步執(zhí)行任務結(jié)果，獲取到 tasks棚品，然后再返回該 tasks靠欢。

- (NSArray *)tasksForKeyPath:(NSString *)keyPath {
    __block NSArray *tasks = nil;
    dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
    [self.session getTasksWithCompletionHandler:^(NSArray *dataTasks, NSArray *uploadTasks, NSArray *downloadTasks) {
        if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(dataTasks))]) {
            tasks = dataTasks;
        } else if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(uploadTasks))]) {
            tasks = uploadTasks;
        } else if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(downloadTasks))]) {
            tasks = downloadTasks;
        } else if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(tasks))]) {
            tasks = [@[dataTasks, uploadTasks, downloadTasks] valueForKeyPath:@"@unionOfArrays.self"];
        }

        dispatch_semaphore_signal(semaphore);
    }];

    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);

    return tasks;
}

下面，我們來利用 Dispatch Semaphore 實現(xiàn)線程同步铜跑，將異步執(zhí)行任務轉(zhuǎn)換為同步執(zhí)行任務门怪。

/**
 * semaphore 線程同步
 */
- (void)semaphoreSync {

    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印當前線程
    NSLog(@"semaphore---begin");

    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);

    __block int number = 0;
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務1
        [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
        NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印當前線程

        number = 100;

        dispatch_semaphore_signal(semaphore);
    });

    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"semaphore---end,number = %zd",number);
}

輸出結(jié)果：
2018-02-23 22:22:26.521665+0800 YSC-GCD-demo[20642:5246341] currentThread---<NSThread: 0x60400006bc80>{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:22:26.521869+0800 YSC-GCD-demo[20642:5246341] semaphore---begin
2018-02-23 22:22:28.526841+0800 YSC-GCD-demo[20642:5246638] 1---<NSThread: 0x600000272300>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:22:28.527030+0800 YSC-GCD-demo[20642:5246341] semaphore---end,number = 100

從 Dispatch Semaphore 實現(xiàn)線程同步的代碼可以看到：

semaphore---end 是在執(zhí)行完 number = 100; 之后才打印的。而且輸出結(jié)果 number 為 100锅纺。
這是因為異步執(zhí)行不會做任何等待掷空，可以繼續(xù)執(zhí)行任務。異步執(zhí)行將任務1追加到隊列之后，不做等待坦弟，接著執(zhí)行dispatch_semaphore_wait方法护锤。此時 semaphore == 0，當前線程進入等待狀態(tài)酿傍。然后烙懦，異步任務1開始執(zhí)行。任務1執(zhí)行到dispatch_semaphore_signal之后赤炒，總信號量氯析，此時 semaphore == 1，dispatch_semaphore_wait方法使總信號量減1莺褒，正在被阻塞的線程（主線程）恢復繼續(xù)執(zhí)行掩缓。最后打印semaphore---end,number = 100。這樣就實現(xiàn)了線程同步遵岩，將異步執(zhí)行任務轉(zhuǎn)換為同步執(zhí)行任務你辣。

Dispatch Semaphore 線程安全和線程同步（為線程加鎖）

線程安全：如果你的代碼所在的進程中有多個線程在同時運行，而這些線程可能會同時運行這段代碼旷余。如果每次運行結(jié)果和單線程運行的結(jié)果是一樣的绢记，而且其他的變量的值也和預期的是一樣的，就是線程安全的正卧。

若每個線程中對全局變量蠢熄、靜態(tài)變量只有讀操作，而無寫操作炉旷，一般來說签孔，這個全局變量是線程安全的；若有多個線程同時執(zhí)行寫操作（更改變量）窘行，一般都需要考慮線程同步饥追，否則的話就可能影響線程安全。

線程同步：可理解為線程 A 和線程 B 一塊配合罐盔，A 執(zhí)行到一定程度時要依靠線程 B 的某個結(jié)果但绕，于是停下來，示意 B 運行惶看；B 依言執(zhí)行捏顺，再將結(jié)果給 A；A 再繼續(xù)操作纬黎。

舉個簡單例子就是：兩個人在一起聊天幅骄。兩個人不能同時說話，避免聽不清(操作沖突)本今。等一個人說完(一個線程結(jié)束操作)拆座，另一個再說(另一個線程再開始操作)主巍。

下面，我們模擬火車票售賣的方式挪凑，實現(xiàn) NSThread 線程安全和解決線程同步問題孕索。

場景：總共有50張火車票，有兩個售賣火車票的窗口躏碳，一個是北京火車票售賣窗口檬果，另一個是上海火車票售賣窗口唐断。兩個窗口同時售賣火車票，賣完為止杭抠。

非線程安全（不使用 semaphore）

先來看看不考慮線程安全的代碼：

/**
 * 非線程安全：不使用 semaphore
 * 初始化火車票數(shù)量脸甘、賣票窗口(非線程安全)、并開始賣票
 */
- (void)initTicketStatusNotSave {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印當前線程
    NSLog(@"semaphore---begin");

    self.ticketSurplusCount = 50;

    // queue1 代表北京火車票售賣窗口
    dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    // queue2 代表上浩樱火車票售賣窗口
    dispatch_queue_t queue2 = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue2", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    dispatch_async(queue1, ^{
        [weakSelf saleTicketNotSafe];
    });

    dispatch_async(queue2, ^{
        [weakSelf saleTicketNotSafe];
    });
}

/**
 * 售賣火車票(非線程安全)
 */
- (void)saleTicketNotSafe {
    while (1) {

        if (self.ticketSurplusCount > 0) {  //如果還有票丹诀，繼續(xù)售賣
            self.ticketSurplusCount--;
            NSLog(@"%@", [NSString stringWithFormat:@"剩余票數(shù)：%d 窗口：%@", self.ticketSurplusCount, [NSThread currentThread]]);
            [NSThread sleepForTimeInterval:0.2];
        } else { //如果已賣完，關閉售票窗口
            NSLog(@"所有火車票均已售完");
            break;
        }

    }
}

輸出結(jié)果（部分）：
2018-02-23 22:25:35.789072+0800 YSC-GCD-demo[20712:5258914] currentThread---<NSThread: 0x604000068880>{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:25:35.789260+0800 YSC-GCD-demo[20712:5258914] semaphore---begin
2018-02-23 22:25:35.789641+0800 YSC-GCD-demo[20712:5259176] 剩余票數(shù)：48 窗口：<NSThread: 0x60000027db80>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:25:35.789646+0800 YSC-GCD-demo[20712:5259175] 剩余票數(shù)：49 窗口：<NSThread: 0x60000027e740>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:25:35.994113+0800 YSC-GCD-demo[20712:5259175] 剩余票數(shù)：47 窗口：<NSThread: 0x60000027e740>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:25:35.994129+0800 YSC-GCD-demo[20712:5259176] 剩余票數(shù)：46 窗口：<NSThread: 0x60000027db80>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:25:36.198993+0800 YSC-GCD-demo[20712:5259176] 剩余票數(shù)：45 窗口：<NSThread: 0x60000027db80>{number = 3, name = (null)}
...

可以看到在不考慮線程安全翁垂，不使用 semaphore 的情況下铆遭，得到票數(shù)是錯亂的，這樣顯然不符合我們的需求沿猜，所以我們需要考慮線程安全問題枚荣。

線程安全（使用 semaphore 加鎖）

考慮線程安全的代碼：

/**
 * 線程安全：使用 semaphore 加鎖
 * 初始化火車票數(shù)量、賣票窗口(線程安全)啼肩、并開始賣票
 */
- (void)initTicketStatusSave {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印當前線程
    NSLog(@"semaphore---begin");

    semaphoreLock = dispatch_semaphore_create(1);

    self.ticketSurplusCount = 50;

    // queue1 代表北京火車票售賣窗口
    dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    // queue2 代表上洪献保火車票售賣窗口
    dispatch_queue_t queue2 = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue2", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    dispatch_async(queue1, ^{
        [weakSelf saleTicketSafe];
    });

    dispatch_async(queue2, ^{
        [weakSelf saleTicketSafe];
    });
}

/**
 * 售賣火車票(線程安全)
 */
- (void)saleTicketSafe {
    while (1) {
        // 相當于加鎖
        dispatch_semaphore_wait(semaphoreLock, DISPATCH_TIME_FOREVER);

        if (self.ticketSurplusCount > 0) {  //如果還有票，繼續(xù)售賣
            self.ticketSurplusCount--;
            NSLog(@"%@", [NSString stringWithFormat:@"剩余票數(shù)：%d 窗口：%@", self.ticketSurplusCount, [NSThread currentThread]]);
            [NSThread sleepForTimeInterval:0.2];
        } else { //如果已賣完祈坠，關閉售票窗口
            NSLog(@"所有火車票均已售完");

            // 相當于解鎖
            dispatch_semaphore_signal(semaphoreLock);
            break;
        }

        // 相當于解鎖
        dispatch_semaphore_signal(semaphoreLock);
    }
}

輸出結(jié)果為：
2018-02-23 22:32:19.814232+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290531] currentThread---<NSThread: 0x6000000783c0>{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:32:19.814412+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290531] semaphore---begin
2018-02-23 22:32:19.814837+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290687] 剩余票數(shù)：49 窗口：<NSThread: 0x6040002709c0>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:32:20.017745+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290689] 剩余票數(shù)：48 窗口：<NSThread: 0x60000046c640>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:32:20.222039+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290687] 剩余票數(shù)：47 窗口：<NSThread: 0x6040002709c0>{number = 3, name = (null)}
...
2018-02-23 22:32:29.024817+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290689] 剩余票數(shù)：4 窗口：<NSThread: 0x60000046c640>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:32:29.230110+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290687] 剩余票數(shù)：3 窗口：<NSThread: 0x6040002709c0>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:32:29.433615+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290689] 剩余票數(shù)：2 窗口：<NSThread: 0x60000046c640>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:32:29.637572+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290687] 剩余票數(shù)：1 窗口：<NSThread: 0x6040002709c0>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:32:29.840234+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290689] 剩余票數(shù)：0 窗口：<NSThread: 0x60000046c640>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:32:30.044960+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290687] 所有火車票均已售完
2018-02-23 22:32:30.045260+0800 YSC-GCD-demo[20862:5290689] 所有火車票均已售完

可以看出害碾，在考慮了線程安全的情況下，使用 dispatch_semaphore
機制之后赦拘，得到的票數(shù)是正確的慌随，沒有出現(xiàn)混亂的情況。我們也就解決了多個線程同步的問題躺同。

線程安全（使用 semaphore 加鎖）

參考資料：

iOS GCD之dispatch_semaphore（信號量）

iOS多線程詳盡總結(jié)系列文章：

最后編輯于：2018.12.28 08:56:52

?著作權歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者

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iOS GCD的詳細使用

GCD 的使用步驟

GCD 柵欄方法：dispatch_barrier_async

GCD 延時執(zhí)行方法：dispatch_after

GCD 一次性代碼（只執(zhí)行一次）：dispatch_once

GCD 快速迭代方法：dispatch_apply

GCD 隊列組：dispatch_group

dispatch_group_notify

dispatch_group_wait

dispatch_group_enter、dispatch_group_leave

GCD 信號量：dispatch_semaphore

Dispatch Semaphore 線程同步

Dispatch Semaphore 線程安全和線程同步（為線程加鎖）

非線程安全（不使用 semaphore）

線程安全（使用 semaphore 加鎖）

線程安全（使用 semaphore 加鎖）

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