一继效、介紹
GCD早像，英文全稱是Grand Central Dispatch（功能強悍的中央調(diào)度器）桨踪，基于C語言編寫的一套多線程開發(fā)機制讥巡，因此使用時會以函數(shù)形式出現(xiàn)掀亩，且大部分函數(shù)以dispatch開頭，雖然是C語言的但相對于蘋果其它多線程實現(xiàn)方式欢顷，抽象層次更高槽棍，使用起來也更加方便。
它是蘋果為應(yīng)對多核的并行運算提出的解決方案抬驴，它會自動利用多核進(jìn)行并發(fā)處理和運算刹泄，它能提供系統(tǒng)級別的處理，而不再局限于某個進(jìn)程怎爵、線程特石，官方聲稱會更快、更高效鳖链、更靈敏姆蘸，且線程由系統(tǒng)自動管理（調(diào)度墩莫、運行），無需程序員參與逞敷，使用起來非常方便狂秦。
二、任務(wù)和隊列
GCD有兩個核心：任務(wù)和隊列推捐。
任務(wù)：要執(zhí)行的操作或方法函數(shù)裂问，隊列：存放任務(wù)的集合，而我們要做的就是將任務(wù)添加到隊列然后執(zhí)行牛柒，GCD會自動將隊列中的任務(wù)按先進(jìn)先出的方式取出并交給對應(yīng)線程執(zhí)行堪簿。注意任務(wù)的取出是按照先進(jìn)先出的方式，這也是隊列的特性皮壁，但是取出后的執(zhí)行順序則不一定椭更，下面會詳細(xì)討論。
1 任務(wù)
任務(wù)是一個比較抽象的概念蛾魄，可以簡單的認(rèn)為是一個操作虑瀑、一個函數(shù)、一個方法等等滴须，在實際的開發(fā)中大多是以block（block使用詳見）的形式舌狗，使用起來也更加靈活。
2 隊列queue
- 有兩種隊列：串行隊列和并行隊列扔水。串行隊列：同步執(zhí)行把夸，在當(dāng)前線程執(zhí)行；并行隊列：可由多個線程異步執(zhí)行铭污，但任務(wù)的取出還是FIFO的
隊列創(chuàng)建恋日，根據(jù)函數(shù)第二個參數(shù)來創(chuàng)建串行或并行隊列。
// 參數(shù)1 隊列名稱
// 參數(shù)2 隊列類型 DISPATCH_QUEUE_SERIAL/NULL串行隊列嘹狞，DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT代表并行隊列
// 下面代碼為創(chuàng)建一個串行隊列岂膳，也是實際開發(fā)中用的最多的
dispatch_queue_t serialQ = dispatch_queue_create("隊列名", NULL);
- 另外系統(tǒng)提供了兩種隊列：全局隊列和主隊列。
全局隊列屬于并行隊列磅网，只不過已由系統(tǒng)創(chuàng)建的沒有名字谈截，且在全局可見（可用）。獲取全局隊列：
/* 取得全局隊列
第一個參數(shù)：線程優(yōu)先級,設(shè)為默認(rèn)即可涧偷，個人習(xí)慣寫0簸喂，等同于默認(rèn)
第二個參數(shù)：標(biāo)記參數(shù)，目前沒有用燎潮，一般傳入0
*/
serialQ = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
主隊列屬于串行隊列喻鳄，也由系統(tǒng)創(chuàng)建，只不過運行在主線程（UI線程）确封。獲取主隊列：
// 獲取主隊列
serialQ = dispatch_get_main_queue();
- 關(guān)于內(nèi)存：queue屬于一個對象除呵，也是占用內(nèi)存的再菊，也會使用引用計數(shù)，當(dāng)向queue添加一個任務(wù)時就會將這個queue retain一下颜曾，引用計數(shù)+1纠拔，直到所有任務(wù)都完成內(nèi)存才會釋放。（我們在聲明一個queue屬性時要用strong)泛豪。
3 執(zhí)行方式——2種
同步執(zhí)行和異步執(zhí)行稠诲。
- 同步執(zhí)行：不會開啟新的線程，在當(dāng)前線程執(zhí)行诡曙。
- 異步執(zhí)行：gcd管理的線程池中有空閑線程就會從隊列中取出任務(wù)執(zhí)行臀叙，會開啟線程。
下面為實現(xiàn)同步和異步的函數(shù)岗仑，函數(shù)功能為：將任務(wù)添加到隊列并執(zhí)行。
/* 同步執(zhí)行
第一個參數(shù)：執(zhí)行任務(wù)的隊列：串行聚请、并行荠雕、全局、主隊列
第二個參數(shù)：block任務(wù)
*/
void dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
// 異步執(zhí)行
void dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
注意：默認(rèn)情況下驶赏，新線程都沒有開啟runloop炸卑，所以當(dāng)block任務(wù)完成后，線程都會自動被回收煤傍，假設(shè)我們想在新開的線程中使用NSTimer盖文，就必須開啟runloop，可以使用[[NSRunLoop currentRunLoop] run]開啟當(dāng)前線程蚯姆，這是就要自己管理線程的回收等工作五续。
- 另外還有兩個方法，實際開發(fā)中用的并不是太多
dispatch_barrier_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
和
dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
加了一個barrier龄恋，意義在于：隊列之前的block處理完成之后才開始處理隊列中barrier的block疙驾，且barrier的block必須處理完之后，才能處理其它的block郭毕。
根據(jù)這個特性我們可以實現(xiàn)123456一共6個block它碎，可以讓特定幾個并發(fā)執(zhí)行完成之后，再并發(fā)執(zhí)行剩下的block显押。比如123先并發(fā)扳肛，之后456再并發(fā)執(zhí)行。具體代碼如下(將barrier放在123與456之間即可)：
- (void)barrierTest {
// 1 創(chuàng)建并發(fā)隊列
dispatch_queue_t BCqueue = dispatch_queue_create("BarrierConcurrent", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
// 2.1 添加任務(wù)123
dispatch_async(BCqueue, ^{
NSLog(@"task1,%@", [NSThread currentThread]);
});
dispatch_async(BCqueue, ^{
sleep(3);
NSLog(@"task2,%@", [NSThread currentThread]);
});
dispatch_async(BCqueue, ^{
sleep(1);
NSLog(@"task3,%@", [NSThread currentThread]);
});
// 2.2 添加barrier
dispatch_barrier_async(BCqueue, ^{
NSLog(@"barrier");
});
// 2.3 添加任務(wù)456
dispatch_async(BCqueue, ^{
sleep(1);
NSLog(@"task4,%@", [NSThread currentThread]);
});
dispatch_async(BCqueue, ^{
NSLog(@"task5,%@", [NSThread currentThread]);
});
dispatch_async(BCqueue, ^{
NSLog(@"task6,%@", [NSThread currentThread]);
});
}
輸出結(jié)果乘碑，為了顯示效果挖息，代碼有延時操作：
三、幾種類型
很明顯兩種執(zhí)行方式兽肤，兩種隊列旋讹。那么就有4種情況：串行隊列同步執(zhí)行殖蚕、串行隊列異步執(zhí)行、并行隊列同步執(zhí)行沉迹、并行隊列異步執(zhí)行睦疫。哪一種會開啟新的線程？開幾條鞭呕？是否并發(fā)蛤育？記憶起來比較繞，但是只要抓住基本的就可以葫松，為了方便理解瓦糕，現(xiàn)分析如下：
- 串行隊列，同步執(zhí)行-----串行隊列意味著順序執(zhí)行腋么，同步執(zhí)行意味著不開啟線程（在當(dāng)前線程執(zhí)行）
- 串行隊列,異步執(zhí)行-----串行隊列意味著任務(wù)順序執(zhí)行咕娄，異步執(zhí)行說明要開線程, （如果開多個線程的話，不能保證串行隊列順序執(zhí)行珊擂，所以只開一個線程）
- 并行隊列,異步執(zhí)行-----并行隊列意味著執(zhí)行順序不確定圣勒，異步執(zhí)行意味著會開啟線程，而并行隊列又允許不按順序執(zhí)行摧扇，所以系統(tǒng)為了提高性能會開啟多個線程圣贸，來隊列取任務(wù)（隊列中任務(wù)取出仍然是順序取出的，只是線程執(zhí)行無序）扛稽。
- 并行隊列,同步執(zhí)行-----同步執(zhí)行意味著不開線程,則肯定是順序執(zhí)行
- 死鎖-----程序執(zhí)行不出來(死鎖) 吁峻；
四、死鎖舉例
- 主隊列死鎖：
這種死鎖最常見在张，問題也最嚴(yán)重用含，會造成主線程卡住。原因：主隊列帮匾，如果主線程正在執(zhí)行代碼耕餐，就不調(diào)度任務(wù)；同步執(zhí)行：一直執(zhí)行第一個任務(wù)直到結(jié)束辟狈。兩者互相等待造成死鎖肠缔，示例如下：
- (void)mainThreadDeadLockTest {
NSLog(@"begin");
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
// 發(fā)生死鎖下面的代碼不會執(zhí)行
NSLog(@"middle");
});
// 發(fā)生死鎖下面的代碼不會執(zhí)行，當(dāng)然函數(shù)也不會返回哼转，后果也最為嚴(yán)重
NSLog(@"end");
}
- 在其它線程死鎖明未，這種不會影響主線程：
原因：serialQueue為串行隊列，當(dāng)代碼執(zhí)行到block1時正常壹蔓，執(zhí)行到dispatch_sync時趟妥，dispatch_sync等待block2執(zhí)行完畢才會返回，而serialQueue是串行隊列佣蓉，它正在執(zhí)行block1披摄，只有等block1執(zhí)行完畢后才會去執(zhí)行block2亲雪，相互等待造成死鎖
- (void)deadLockTest {
// 其它線程的死鎖
dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("serial_queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_async(serialQueue, ^{
// 串行隊列block1
NSLog(@"begin");
dispatch_sync(serialQueue, ^{
// 串行隊列block2 發(fā)生死鎖，下面的代碼不會執(zhí)行
NSLog(@"middle");
});
// 不會打印
NSLog(@"end");
});
// 函數(shù)會返回疚膊，不影響主線程
NSLog(@"return");
}
五义辕、常用舉例
- 線程間通訊
比如，為了提高用戶體驗寓盗，我們一般在其他線程（非主線程）下載圖片或其它網(wǎng)絡(luò)資源灌砖，下載完成后我們要更新UI，而UI更新必須在主線程執(zhí)行傀蚌，所以我們經(jīng)常會使用：
// 同步執(zhí)行基显，會阻塞指導(dǎo)下面block中的代碼執(zhí)行完畢
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
// 主線程，UI更新
});
// 異步執(zhí)行
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
// 主線程善炫，UI更新
});
- 信號量的使用
也屬于線程間通訊撩幽，下面的舉例是經(jīng)常用到的場景。在網(wǎng)絡(luò)訪問中箩艺，NSURLSession類都是異步的(找了很久沒有找到同步的方法)窜醉，而有時我們希望能夠像NSURLConnection一樣可以同步訪問，即在網(wǎng)絡(luò)block調(diào)用完成之后做一些操作舅桩。那我們可以使用dispatch的信號量來解決：
/// 用于線程間通訊酱虎，下面是等待一個網(wǎng)絡(luò)完成
- (void)dispatchSemaphore {
NSString *urlString = [@"https://www.baidu.com" stringByAddingPercentEncodingWithAllowedCharacters:[NSCharacterSet URLQueryAllowedCharacterSet]];
// 設(shè)置緩存策略為每次都從網(wǎng)絡(luò)加載 超時時間30秒
NSURLRequest *request = [NSURLRequest requestWithURL:[NSURL URLWithString:urlString] cachePolicy:NSURLRequestReloadIgnoringLocalCacheData timeoutInterval:30];
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
[[[NSURLSession sharedSession] dataTaskWithRequest:request completionHandler:^(NSData * _Nullable data, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error) {
// 處理完成之后雨膨，發(fā)送信號量
NSLog(@"正在處理...");
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
}] resume];
// 等待網(wǎng)絡(luò)處理完成
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
NSLog(@"處理完成擂涛！");
}
在上面的舉例中
dispatch_semaphore_signal的調(diào)用必須是在另一個線程調(diào)用，因為當(dāng)前線程已經(jīng)dispatch_semaphore_wait阻塞聊记。另外撒妈，dispatch_semaphore_wait最好不要在主線程調(diào)用
- 全局隊列，實現(xiàn)并發(fā)：
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
// 要執(zhí)行的代碼
});
六排监、Dispatch Group調(diào)度組
使用調(diào)度組狰右，可以輕松實現(xiàn)在一些任務(wù)完成后，做一些操作舆床。比如具有順序性要求的生產(chǎn)者消費者等等棋蚌。
- 示例1：任務(wù)1完成之后執(zhí)行任務(wù)2。
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
[self groupTest];
}
- (void)groupTest {
// 創(chuàng)建一個組
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
NSLog(@"開始執(zhí)行");
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
// 任務(wù)1
// 等待1s一段時間在執(zhí)行
[NSThread sleepForTimeInterval:1];
NSLog(@"task1 running in %@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
// 任務(wù)2
NSLog(@"task2 running in %@",[NSThread currentThread]);
});
});
}
點擊屏幕后挨队，打印如下谷暮，可以看到任務(wù)1雖然等待了1s，任務(wù)2也不執(zhí)行盛垦，只有任務(wù)1執(zhí)行完畢才執(zhí)行任務(wù)2.
2015-08-28 18:16:05.317 GCDTest[1468:229374] 開始執(zhí)行
2015-08-28 18:16:06.323 GCDTest[1468:229457] task1 running in <NSThread: 0x7f8962f16900>{number = 2, name = (null)}
2015-08-28 18:16:06.323 GCDTest[1468:229456] task2 running in <NSThread: 0x7f8962c92750>{number = 3, name = (null)}
- 示例2：其實示例1并不常用湿弦，真正用到的是監(jiān)控多個任務(wù)完成之后，回到主線程更新UI腾夯，或者做其它事情颊埃。
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
[self groupTest];
}
- (void)groupTest {
// 創(chuàng)建一個組
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
NSLog(@"開始執(zhí)行");
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
// 關(guān)聯(lián)任務(wù)1
NSLog(@"task1 running in %@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
// 關(guān)聯(lián)任務(wù)2
NSLog(@"task2 running in %@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
// 關(guān)聯(lián)任務(wù)3
NSLog(@"task3 running in %@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
// 關(guān)聯(lián)任務(wù)4
// 等待1秒
[NSThread sleepForTimeInterval:1];
NSLog(@"task4 running in %@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
// 回到主線程執(zhí)行
NSLog(@"mainTask running in %@",[NSThread currentThread]);
});
});
}
點擊屏幕后蔬充，打印如下，可以看到無論其它任務(wù)然后和執(zhí)行班利，mainTask等待它們執(zhí)行后才執(zhí)行饥漫。
2015-08-28 18:24:14.312 GCDTest[1554:236273] 開始執(zhí)行
2015-08-28 18:24:14.312 GCDTest[1554:236352] task3 running in <NSThread: 0x7fa8f1f0c9c0>{number = 4, name = (null)}
2015-08-28 18:24:14.312 GCDTest[1554:236354] task1 running in <NSThread: 0x7fa8f1d10750>{number = 2, name = (null)}
2015-08-28 18:24:14.312 GCDTest[1554:236351] task2 running in <NSThread: 0x7fa8f1c291a0>{number = 3, name = (null)}
2015-08-28 18:24:15.313 GCDTest[1554:236353] task4 running in <NSThread: 0x7fa8f1d0e7f0>{number = 5, name = (null)}
2015-08-28 18:24:15.313 GCDTest[1554:236273] mainTask running in <NSThread: 0x7fa8f1c13df0>{number = 1, name = main}
關(guān)于Dispatch對象內(nèi)存管理問題
根據(jù)上面的代碼，可以看出有關(guān)dispatch的對象并不是OC對象肥败，那么趾浅，用不用像對待Core Foundation框架的對象一樣，使用retain/release來管理呢馒稍？答案是不用的皿哨！
如果是ARC環(huán)境，我們無需管理纽谒，會像對待OC對象一樣自動內(nèi)存管理证膨。
如果是MRC環(huán)境，不是使用retain/release鼓黔，而是使用dispatch_retain/dispatch_release來管理央勒。
