什么是GCD

Grand Central Dispatch或者GCD，是一套低層API，提供了一種新的方法來進(jìn)行并發(fā)程序編寫。他們都允許程序?qū)⑷蝿?wù)切分為多個(gè)單一任務(wù)然后提交至工作隊(duì)列來并發(fā)地或者串行地執(zhí)行。GCD比之NSOpertionQueue更底層更高效回铛，并且它不是Cocoa框架的一部分。

除了代碼的平行執(zhí)行能力克锣，GCD還提供高度集成的事件控制系統(tǒng)茵肃。可以設(shè)置句柄來響應(yīng)文件描述符袭祟、mach ports（Mach port 用于 OS X上的進(jìn)程間通訊）验残、進(jìn)程、計(jì)時(shí)器巾乳、信號(hào)您没、用戶生成事件。這些句柄通過GCD來并發(fā)執(zhí)行胆绊。

GCD的API很大程度上基于block氨鹏，當(dāng)然，GCD也可以脫離block來使用压状，比如使用傳統(tǒng)c機(jī)制提供函數(shù)指針和上下文指針仆抵。實(shí)踐證明，當(dāng)配合block使用時(shí)种冬，GCD非常簡(jiǎn)單易用且能發(fā)揮其最大能力镣丑。

理解串行、并發(fā)及同步異步

串行和并發(fā)

串行和并發(fā)描述了任務(wù)之間執(zhí)行的時(shí)機(jī)碌廓。任務(wù)如果是串行的传轰，那么在同一時(shí)間只執(zhí)行一個(gè)任務(wù)。并發(fā)的多個(gè)任務(wù)被執(zhí)行的時(shí)候谷婆，可能是在同一時(shí)間。

同步和異步

同步和異步描述了一個(gè)函數(shù)相對(duì)于另一個(gè)函數(shù)何時(shí)執(zhí)行完畢辽聊。同步的函數(shù)只有當(dāng)它調(diào)用的任務(wù)執(zhí)行完纪挎，才會(huì)返回。而異步函數(shù)跟匆，會(huì)立即返回异袄。雖然它也命令任務(wù)執(zhí)行完，但它并不等待任務(wù)執(zhí)行完玛臂。如此烤蜕，異步函數(shù)就不會(huì)阻塞當(dāng)前線程封孙。（這樣說可能有些過于抽象了，個(gè)人理解的是讽营，在同步的時(shí)候沒有開啟子線程的能力虎忌，而在異步的時(shí)候具備開啟子線程的能力）。

隊(duì)列

串行隊(duì)列

1）使用dispatch_queue_create函數(shù)創(chuàng)建串行隊(duì)列

dispatch_queue_t queue  = dispatch_queue_create（“隊(duì)列名”橱鹏，NULL）;
dispatch_queue_t queue  = dispatch_queue_create（“隊(duì)列名”膜蠢，DISPATCH_QUEUE_SERIAL）;

兩者等效.
2)使用主隊(duì)列（在主隊(duì)列中的任務(wù)，都會(huì)放到主線程中執(zhí)行莉兰，它也是唯一一個(gè)允許更新UI的隊(duì)列挑围，所以要是開啟子線程的時(shí)候要更新UI的情況下一定要用主隊(duì)列進(jìn)行更新）

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

并發(fā)隊(duì)列（GCD默認(rèn)已經(jīng)提供了全局的并發(fā)隊(duì)列）

1）獲得全局隊(duì)列

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(dispatch_queue_priority,unsigned long flags)；
        前一個(gè)參數(shù)是優(yōu)先級(jí)糖荒，有以下幾種：
        DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2//高
        DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0//默認(rèn)
        DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW （-2）//低
        DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MN//后臺(tái)

2）自定義并發(fā)隊(duì)列

dispatch_queue_t queue  = dispatch_queue_create（“隊(duì)列名”杉辙，DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT）;

在開發(fā)中基本上就是通過dispatch_async和dispatch_sync 分別配合著上面的三種隊(duì)列使用，但是更多的情況下基本上就是dispatch_async和全局隊(duì)列配合使用捶朵，并用主線程中更新UI奏瞬。

dispatch_async

1）全局隊(duì)列

    //在這里獲取全局隊(duì)列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"task1%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"task2%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"task3%@",[NSThread currentThread]);
    });

打印結(jié)果

2016-07-31 21:08:51.114 GCD[81282:8816505] task2<NSThread: 0x7fb36b900080>{number = 2, name = (null)}
2016-07-31 21:08:51.114 GCD[81282:8816516] task3<NSThread: 0x7fb369ff59a0>{number = 3, name = (null)}
2016-07-31 21:08:51.114 GCD[81282:8816512] task1<NSThread: 0x7fb369e2bba0>{number = 4, name = (null)}

可以看出GCD開啟了子線程并且并發(fā)執(zhí)行
2）主隊(duì)列

    //在這里獲取主隊(duì)列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"task1%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"task2%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"task3%@",[NSThread currentThread]);
    });

打印結(jié)果

2016-07-31 21:14:37.452 GCD[81293:8820034] task1<NSThread: 0x7ffb7a000720>{number = 1, name = main}
2016-07-31 21:14:37.452 GCD[81293:8820034] task2<NSThread: 0x7ffb7a000720>{number = 1, name = main}
2016-07-31 21:14:37.452 GCD[81293:8820034] task3<NSThread: 0x7ffb7a000720>{number = 1, name = main}

可以看出來雖然用了dispatch_async但是并沒有開啟子線程來執(zhí)行任務(wù)，這是因?yàn)殛?duì)列的性質(zhì)決定的泉孩，所以在用主隊(duì)列的時(shí)候要注意硼端。

dispatch_sync

1）全局隊(duì)列

    //在這里獲取全局隊(duì)列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"task1%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"task2%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"task3%@",[NSThread currentThread]);
    });

打印結(jié)果

2016-07-31 21:19:06.993 GCD[81311:8822954] task1<NSThread: 0x7f9208e04fe0>{number = 1, name = main}
2016-07-31 21:19:06.994 GCD[81311:8822954] task2<NSThread: 0x7f9208e04fe0>{number = 1, name = main}
2016-07-31 21:19:06.994 GCD[81311:8822954] task3<NSThread: 0x7f9208e04fe0>{number = 1, name = main}

可以看出來dispatch_sync中雖然用的是全局隊(duì)列，但是并沒有并發(fā)寓搬，因?yàn)閐ispatch_sync沒有開啟子線程的能力珍昨，只能在主線程中串行執(zhí)行任務(wù)。
2）主隊(duì)列

    //在這里獲取主隊(duì)列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"task1%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"task2%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"task3%@",[NSThread currentThread]);
    });

這樣是不會(huì)有打印結(jié)果的句喷，因?yàn)榘l(fā)生了死鎖镣典，在這個(gè)過程中，主線等著GCD運(yùn)行完成后繼續(xù)運(yùn)行而GCD等待著主線運(yùn)行完成后繼續(xù)運(yùn)行唾琼，產(chǎn)生了死鎖兄春，所以不能這樣使用。

dispatch_after

  //在這里只有用主隊(duì)列有意義
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"task1%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"主線");

打印結(jié)果

2016-07-31 21:37:14.292 GCD[81346:8829855] 主線
2016-07-31 21:37:17.292 GCD[81346:8829855] task1<NSThread: 0x7fee08604ea0>{number = 1, name = main}

可以看出在block中的任務(wù)被延遲了3秒鐘執(zhí)行锡溯。但是這個(gè)是有問題的赶舆，這里只是延時(shí)提交了block，并不是延時(shí)后立即執(zhí)行祭饭。所以dispatch_after不能精準(zhǔn)的控制運(yùn)行狀態(tài)芜茵。

dispatch_once

dispatch_once是一種線程安全的方式，執(zhí)行只執(zhí)行一次代碼塊保證多線程安全倡蝙。

   + (instancetype)sharedManager
    {
        static ToolManager *sharedPhotoManager = nil;
        static dispatch_once_t onceToken;
        dispatch_once(&onceToken, ^{
            sharedManager = [[ToolManager alloc] init];
        });
        return sharedPhotoManager;
    }

dispatch_group

有的時(shí)候我們要在完成一些任務(wù)的前提下再去完成后面的任務(wù)九串，這個(gè)時(shí)候就要用到dispatch_group。
1）同步的方式（dispatch_group_wait）(這個(gè)方法會(huì)阻塞線程，后面的代碼要等到wait完成后運(yùn)行)

    //由于我們用了同步的方式dispatch_group_wait猪钮，它會(huì)阻塞當(dāng)前線程品山，所以我們?cè)谡麄€(gè)方法外面套上了dispatch_async，使它在后臺(tái)執(zhí)行而不會(huì)阻塞主線程烤低。
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
        dispatch_group_t downloadGroup = dispatch_group_create();
        
        for (NSInteger i = 0; i < 3; i++) {
            //dispatch_group_enter告知group肘交，一個(gè)任務(wù)開始了。我們需要將dispatch_group_enter與dispatch_group_leave配對(duì)拂玻，否則我們會(huì)遇到莫名其妙的崩潰酸些。
            dispatch_group_enter(downloadGroup);
            
            sleep(2);
            NSLog(@"task%ld",i);
            //dispatch_group_leave告知group，此任務(wù)執(zhí)行完畢檐蚜，要注意與dispatch_group_enter配對(duì)魄懂。
            dispatch_group_leave(downloadGroup);
            
        }
        //dispatch_group_wait等待所有任務(wù)完成或者超時(shí)，在此處我們?cè)O(shè)置等待時(shí)間為永遠(yuǎn)DISPATCH_TIME_FOREVER
        dispatch_group_wait(downloadGroup, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        //當(dāng)以上所有任務(wù)執(zhí)行完后闯第，我們?cè)谥麝?duì)列調(diào)用任務(wù)完成的block市栗。
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"主線");
        });
    });

在這里有個(gè)問題，就是說如果我們將其中的超時(shí)時(shí)間設(shè)置成5秒咳短，但是其中的一個(gè)任務(wù)要延時(shí)10秒填帽，那么這個(gè)任務(wù)不會(huì)因?yàn)檫@個(gè)超時(shí)時(shí)間到了停止，還會(huì)繼續(xù)完成任務(wù)咙好，但是不會(huì)等到這個(gè)任務(wù)完成后再去執(zhí)行dispatch_group_wait后面的代碼篡腌。

2）異步的方式（dispatch_group_notify）（不會(huì)阻塞線程，后面的代碼會(huì)執(zhí)行勾效，不用等待這些任務(wù)和notify）

    dispatch_group_t downloadGroup = dispatch_group_create();
    
    dispatch_group_async(downloadGroup, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        NSLog(@"task1%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_group_async(downloadGroup, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
         NSLog(@"task2%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_group_async(downloadGroup, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        NSLog(@"task3%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_group_notify(downloadGroup, dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"主線");
    });

其中還涉及到了dispatch_group_enter和dispatch_group_leave嘹悼，我理解這個(gè)就是將任務(wù)添加到隊(duì)列中，并且他們要成對(duì)的出現(xiàn)层宫。他們將任務(wù)添加到當(dāng)前的線程中杨伙，也就是說如果任務(wù)都沒有開啟子線程，那么添加進(jìn)去的就是在當(dāng)前的線程中串行執(zhí)行萌腿，如果任務(wù)開啟了子線程限匣，那么添加進(jìn)去的就是在相對(duì)的子線程可能串行，可能并行（這個(gè)要看隊(duì)列的性質(zhì)）

    dispatch_group_enter(group);
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        dispatch_group_leave(group);
    });

  dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        
    });

這兩種的性質(zhì)是一樣的毁菱。

dispatch_apply

dispatch_apply(3, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^(size_t i) {
        sleep(2);
        NSLog(@"任務(wù)組%d完成%@",i,[NSThread currentThread]);
    });

打印結(jié)果

2016-07-31 23:54:15.378 GCD[81633:8885238] 任務(wù)組0完成<NSThread: 0x7fbaf3704c10>{number = 1, name = main}
2016-07-31 23:54:15.381 GCD[81633:8885283] 任務(wù)組2完成<NSThread: 0x7fbaf3623960>{number = 2, name = (null)}
2016-07-31 23:54:15.381 GCD[81633:8885275] 任務(wù)組1完成<NSThread: 0x7fbaf3526f50>{number = 3, name = (null)}

dispatch_apply和for循環(huán)都是串行的米死，當(dāng)dispatch_apply中的工作全都完成后才會(huì)返回，可以看出來里面的是并發(fā)執(zhí)行的所以返回的先后順序是不能確定的鼎俘，不能和for循環(huán)一樣用哲身。

dispatch_suspend和dispatch_resume

 dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("me.tutuge.test.gcd", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    //提交第一個(gè)block，延時(shí)5秒打印贸伐。
    dispatch_async(queue, ^{
        
        [NSThread sleepForTimeInterval:5];
        
        NSLog(@"After 5 seconds...");
    });
    //提交第二個(gè)block，也是延時(shí)5秒打印
    dispatch_async(queue, ^{
        
        [NSThread sleepForTimeInterval:5];
        
        NSLog(@"After 5 seconds again...");
    });
    //延時(shí)一秒
    
    NSLog(@"sleep 1 second...");
    [NSThread sleepForTimeInterval:1];
    //掛起隊(duì)列
    
    NSLog(@"suspend...");
    dispatch_suspend(queue);
    //延時(shí)10秒
    
    NSLog(@"sleep 10 second...");
    [NSThread sleepForTimeInterval:10];
    //恢復(fù)隊(duì)列
    dispatch_resume(queue);
    
    NSLog(@"resume...");

打印結(jié)果

2016-08-01 13:46:29.817 GCD[81925:8937362] sleep 1 second...
2016-08-01 13:46:30.818 GCD[81925:8937362] suspend...
2016-08-01 13:46:30.819 GCD[81925:8937362] sleep 10 second...
2016-08-01 13:46:34.819 GCD[81925:8937412] After 5 seconds...
2016-08-01 13:46:40.819 GCD[81925:8937362] resume...
2016-08-01 13:46:45.820 GCD[81925:8937412] After 5 seconds again...

這兩個(gè)就是將任務(wù)掛起和恢復(fù)的功能怔揩，從結(jié)果可以看出來當(dāng)隊(duì)列掛起后第一個(gè)block還是在運(yùn)行捉邢，并且能夠正常的輸出脯丝。可知伏伐，dispatch_suspend并不會(huì)停止正在運(yùn)行的block宠进，只會(huì)暫停后續(xù)的block的執(zhí)行。

dispatch_barrier_async和dispatch_barrier_sync

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("msdf",  DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_async(queue, ^{
        sleep(5);
        NSLog(@"task1");
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        sleep(5);
        NSLog(@"task2");
    });
    dispatch_barrier_async(queue, ^{
        sleep(3);
        NSLog(@"barrier");
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        sleep(2);
        NSLog(@"task3");
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        sleep(2);
        NSLog(@"task4");
    });

dispatch_barrier_async的作用就是向某個(gè)隊(duì)列插入一個(gè)block藐翎，當(dāng)目前正在執(zhí)行的block運(yùn)行完成后材蹬，阻塞這個(gè)block后面添加的block，只運(yùn)行這個(gè)block直到完成吝镣，然后再繼續(xù)后續(xù)的任務(wù)堤器。
dispatch_barrier\(a)sync只在自己創(chuàng)建的并發(fā)隊(duì)列上有效，在全局(Global)并發(fā)隊(duì)列末贾、串行隊(duì)列上闸溃，效果跟dispatch_(a)sync效果一樣。
接下來就來看看dispatch_barrier_sync和dispatch_barrier_async的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)
相同點(diǎn)：兩者只有前面的任務(wù)執(zhí)行完成之后并且執(zhí)行完成barrier中的代碼后才能執(zhí)行后面的任務(wù)拱撵。
            兩者都能夠阻塞當(dāng)前的線程
不同點(diǎn)：dispatch_barrier_async在阻塞當(dāng)前線程時(shí)辉川，不需要等待barrier中的代碼完成后再運(yùn)行后面的非任務(wù)代碼；
         dispatch_barrier_sync在阻塞當(dāng)前線程時(shí)拴测，需要等待barrier中的代碼完成后再運(yùn)行后面的非任務(wù)代碼乓旗。

dispatch_semaphore

信號(hào)量是一個(gè)整形值并且具有一個(gè)初始計(jì)數(shù)值，并且支持兩個(gè)操作：信號(hào)通知和等待集索。當(dāng)一個(gè)信號(hào)量被信號(hào)通知屿愚，其計(jì)數(shù)會(huì)被增加。當(dāng)一個(gè)線程在一個(gè)信號(hào)量上等待時(shí)抄谐，線程會(huì)被阻塞（如果有必要的話）渺鹦，直至計(jì)數(shù)器大于零，然后線程會(huì)減少這個(gè)計(jì)數(shù)蛹含。

在GCD中有三個(gè)函數(shù)是semaphore的操作毅厚，分別是：
　　dispatch_semaphore_create　　　創(chuàng)建一個(gè)semaphore
　　dispatch_semaphore_signal　　　發(fā)送一個(gè)信號(hào)
　　dispatch_semaphore_wait　　　　等待信號(hào)
　　簡(jiǎn)單的介紹一下這三個(gè)函數(shù)，第一個(gè)函數(shù)有一個(gè)整形的參數(shù)浦箱，我們可以理解為信號(hào)的總量吸耿，dispatch_semaphore_signal是發(fā)送一個(gè)信號(hào)，自然會(huì)讓信號(hào)總量加1酷窥，dispatch_semaphore_wait等待信號(hào)咽安，當(dāng)信號(hào)總量少于0的時(shí)候就會(huì)一直等待，否則就可以正常的執(zhí)行蓬推，并讓信號(hào)總量-1妆棒，根據(jù)這樣的原理，我們便可以快速的創(chuàng)建一個(gè)并發(fā)控制來同步任務(wù)和有限資源訪問控制。

    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();   
    dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(10);   
    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_group_async(group, queue, ^{   
            NSLog(@"%i",i);   
            sleep(2);   
            dispatch_semaphore_signal(semaphore);   
        });   
    }   
    dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);

簡(jiǎn)單的介紹一下這一段代碼糕珊，創(chuàng)建了一個(gè)初使值為10的semaphore动分，每一次for循環(huán)都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的線程，線程結(jié)束的時(shí)候會(huì)發(fā)送一個(gè)信號(hào)红选，線程創(chuàng)建之前會(huì)信號(hào)等待澜公，所以當(dāng)同時(shí)創(chuàng)建了10個(gè)線程之后，for循環(huán)就會(huì)阻塞喇肋，等待有線程結(jié)束之后會(huì)增加一個(gè)信號(hào)才繼續(xù)執(zhí)行坟乾，如此就形成了對(duì)并發(fā)的控制，如上就是一個(gè)并發(fā)數(shù)為10的一個(gè)線程隊(duì)列蝶防。

dispatch_get_current_queue

現(xiàn)在這個(gè)方法已經(jīng)被不建議使用了甚侣，但是就像在此強(qiáng)調(diào)一下，這個(gè)方法用不好會(huì)造成死鎖慧脱，在此不再贅余渺绒。