本文摘錄自《Objective-C高級編程》一書菊霜，附加一些自己的理解，作為對GCD的總結(jié)济赎。

此篇主要包含以下幾個方面：

• dispatch_suspend / dispatch_resume

• dispatch_once

• Dispatch Semaphore

  • dispatch_semaphore_t
  • dispatch_semaphore_create()
  • dispatch_semaphore_wait()
  • dispatch_semaphore_signal()

dispatch_suspend / dispatch_resume

當追加大量處理到Dispatch Queue時鉴逞，在追加處理的過程中，有時希望不執(zhí)行已追加的處理联喘。例如演算結(jié)果被Block截獲時华蜒，一些處理會對這個演算結(jié)果造成影響辙纬。

在這種情況下豁遭，只要掛起Dispatch Queue即可。當可以執(zhí)行時再恢復贺拣。

dispatch_suspend 函數(shù)掛起指定的Dispatch Queue蓖谢。

dispatch_suspend(queue)；

dispatch_resume 函數(shù)恢復指定的Dispatch Queue譬涡。

dispatch_resume(queue)闪幽；

這些函數(shù)對已經(jīng)執(zhí)行的處理沒有影響。掛起后涡匀，追加到Dispatch Queue中但尚未執(zhí)行的處理在此之后停止執(zhí)行盯腌。而恢復則使得這些處理能夠繼續(xù)執(zhí)行。

注：dispatch_suspend 函數(shù)和 dispatch_resume 函數(shù)都可以用在Dispatch Source陨瘩，而掛起和恢復的就是dispatch_source_set_event_handler 函數(shù)的回調(diào)腕够。

dispatch_once

dispatch_once函數(shù)是保證在應用程序執(zhí)行中只執(zhí)行一次指定處理的API级乍。下面這種經(jīng)常出現(xiàn)的用來進行初始化的源代碼可通過dispatch_once函數(shù)簡化。

static int initialized = NO;

if (initialized == NO) {
    /*
     * 初始化
     */
    initialized = YES;
}

如果使用dispatch_once函數(shù)帚湘，則源代碼寫為：

static dispatch_once_t onceToken;

dispatch_once(&onceToken, ^{
    /*
     * 初始化
     */
});

源代碼看起來沒有太大的變化玫荣。但是通過dispatch_once函數(shù)，該源代碼即使在多線程環(huán)境下執(zhí)行大诸，也可保證百分之百安全捅厂。

之前的源代碼在大多數(shù)情況下也是安全的。但是在多核CPU中资柔，在正在更新表示是否初始化的標志變量時讀取焙贷，就有可能多次執(zhí)行初始化處理。而用dispatch_once函數(shù)初始化就不必擔心這樣的問題贿堰。這就是所說的單例模式盈厘，在生成單例對象時使用。

Dispatch Semaphore

當并行執(zhí)行的處理更新數(shù)據(jù)時即多個線程同時訪問同一數(shù)據(jù)官边，會產(chǎn)生數(shù)據(jù)不一致的情況沸手，有時應用程序還會異常結(jié)束。雖然使用Serial Dispatch Queue 和dispatch_barier_async函數(shù)可避免這類問題注簿，但有必要進行更細粒度的排他控制契吉。

我們來思考一下這種情況：使用兩個線程去訪問同一個數(shù)據(jù)，以下代碼countNumber最終結(jié)果是多少诡渴。

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    for (int i = 0; i < 10000; i++) {
        self.countNumber = self.countNumber + 1;
        NSLog(@"%d",self.countNumber);
    }
});

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    for (int i = 0; i < 10000; i++) {
        self.countNumber = self.countNumber + 1;
        NSLog(@"%d",self.countNumber);
    }
});

最終結(jié)果并不是20000捐晶，這就是典型的線程安全問題。

因為該源代碼使用Global Dispatch Queue 更新countNumber屬性妄辩，所以執(zhí)行后數(shù)據(jù)有很高概率并不是實時有效的惑灵，程序很可能異常結(jié)束。此時應使用Dispatch Semaphore眼耀。

Dispatch Semaphore本來使用的是更細粒度的對象英支，不過本書還是使用該源代碼對Dispatch Semaphore進行說明。

Dispatch Semaphore是持有計數(shù)的信號哮伟，該計數(shù)是多線程編程中的計數(shù)類型信號干花。所謂信號，類似于過馬路時常用的手旗楞黄〕仄啵可以通過時舉起手旗，不可通過時放下手旗鬼廓。而在Dispatch Semaphore中肿仑，使用計數(shù)來實現(xiàn)該功能。計數(shù)為0時等待，計數(shù)為1或大于1時代碼可通過尤慰。

下面介紹一下使用方法勾邦。通過dispatch_semaphore_create函數(shù)生成Dispatch Semaphore。

dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);

參數(shù)表示計數(shù)的初始值割择。本例將計數(shù)值初始化為“1”眷篇。

dispatch_semaphore_wait(semaphore,DISPATCH_TIME_FOREVER);

dispatch_semaphore_wait函數(shù)等待Dispatch Semaphore的計數(shù)值達到大于或等于1。當計數(shù)值大于等于1荔泳，或者在待機中計數(shù)值大于等于1時蕉饼，對該計數(shù)進行減法并從dispatch_semaphore_wait函數(shù)返回。第二個參數(shù)與dispatch_group_wait函數(shù)等相同玛歌，由dispatch_time_t類型值指定等待時間昧港。該例的參數(shù)意味著永久等待。另外支子，dispatch_ semaphore_wait函數(shù)的返回值也與dispatch_group_wait函數(shù)相同创肥。可像以下源代碼這樣值朋，通過返回值進行分支處理叹侄。

dispatch_semaphore_t sem = dispatch_semaphore_create(1);

long result = dispatch_semaphore_wait(sem, DISPATCH_TIME_FOREVER);

if (result == 0) {
    
    /*
     * 由于 Dispatch Semaphore 的計數(shù)值達到大于等于1
     * 或者在待機中的指定時間內(nèi) Dispatch Semaphore 的計數(shù)值達到大于等于1
     * 所以 Dispatch Semaphore 的計數(shù)值減去1。
     *
     * 可執(zhí)行需要進行排他控制的處理
     */
}
else {
    /*
     * 由于 Dispatch Semaphore 的計數(shù)值為0
     * 因此在達到指定時間為止待機
     */
}

dispatch_semaphore_wait函數(shù)返回0時昨登，可安全地執(zhí)行需要進行排他控制的處理趾代。該處理結(jié)束時通過dispatch _semaphore_signal函數(shù)將Dispatch Semaphore的計數(shù)值加1。

我們在前面的源代碼中實際使用Dispatch Semaphore看看丰辣。

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

/*
 * 生成 Dispatch Semaphore撒强。
 *
 * Dispatch Semaphore 的計數(shù)初始值設定為“1”。
 *
 * 保證可訪問 countNumber 屬性的線程
 * 同時只能有一個
 */

dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);

dispatch_async(queue, ^{
    for (int i = 0; i < 10000; i++) {
        
        dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        /*
         * 執(zhí)行過 dispatch_semaphore_wait 后計數(shù)為 0 笙什，其它線程需要等待 Dispatch Semaphore 飘哨，
         *
         * 一直等待，直到 Dispatch Semaphore 的計數(shù)值達到大于等于 1 琐凭。
         *
         * 由于可訪問 countNumber 屬性的線程只有一個
         * 因此可以安全的進行更新
         */
        
        self.countNumber += 1;
        
        dispatch_semaphore_signal(semaphore);
        /*
         * 排他控制處理結(jié)束芽隆，
         * 所以通過 dispatch_semaphore_signal 函數(shù)
         * 將 Dispatch Semaphore 的計數(shù)值加 1。
         * 如果有通過 dispatch_semaphore_wait 函數(shù)
         * 等待 Dispatch Semaphore 的計數(shù)值增加的線程淘正，
         * 就由最先等待的線程執(zhí)行摆马。
         */
        
        NSLog(@"%d",self.countNumber);
    }
});

dispatch_async(queue, ^{
    for (int i = 0; i < 10000; i++) {
        
        dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        
        self.countNumber = self.countNumber + 1;
        
        dispatch_semaphore_signal(semaphore);
        
        NSLog(@"%d",self.countNumber);
    }
});

這樣就保證了線程安全，最后的結(jié)果是20000鸿吆。

在沒有Serial Dispatch Queue和 dispatch_barrier_async 函數(shù)那么大粒度且一部分處理需要進行排他控制的情況下，Dispatch Semaphore 便可發(fā)揮威力述呐。

《關于dispatch_semaphore的使用》中有這樣的描述：

??停車場剩余4個車位惩淳，那么即使同時來了四輛車也能停的下。如果此時來了五輛車，那么就有一輛需要等待思犁。
?
??信號量的值就相當于剩余車位的數(shù)目代虾，dispatch_semaphore_wait函數(shù)就相當于來了一輛車，dispatch_semaphore_signal 就相當于走了一輛車激蹲。停車位的剩余數(shù)目在初始化的時候就已經(jīng)指明了dispatch_semaphore_create(long value)棉磨，調(diào)用一次 dispatch_semaphore_signal ，剩余的車位就增加一個学辱；調(diào)用一次 dispatch_semaphore_wait 剩余車位就減少一個乘瓤；
?
??當剩余車位為0時，再來車（即調(diào)用 dispatch_semaphore_wait ）就只能等待策泣。有可能同時有幾輛車等待一個停車位衙傀。有些車主沒有耐心，給自己設定了一段等待時間萨咕，這段時間內(nèi)等不到停車位就走了统抬，如果等到了就開進去停車。而有些車主就像把車停在這危队，所以就一直等下去聪建。

Parse源碼淺析系列（一）---Parse的底層多線程處理思路：GCD高級用法中這樣描述：

??在這個停車場系統(tǒng)中，車位是公共資源茫陆，每輛車好比一個線程妆偏，看門人起的就是信號量的作用。 更進一步盅弛，信號量的特性如下：信號量是一個非負整數(shù)（車位數(shù)）钱骂，所有通過它的線程（車輛）都會將該整數(shù)減一（通過它當然是為了使用資源），當該整數(shù)值為零時挪鹏，所有試圖通過它的線程都將處于等待狀態(tài)见秽。在信號量上我們定義兩種操作： Wait（等待） 和 Release（釋放）。 當一個線程調(diào)用Wait（等待）操作時讨盒，它要么通過然后將信號量減一解取，要么一直等下去，直到信號量大于一或超時返顺。Release（釋放）實際上是在信號量上執(zhí)行加操作禀苦，對應于車輛離開停車場，該操作之所以叫做“釋放”是因為加操作實際上是釋放了由信號量守護的資源遂鹊。
?
??從 iOS7 升到 iOS8 后振乏，GCD 出現(xiàn)了一個重大的變化：在 iOS7 時，使用 GCD 的并行隊列秉扑， dispatch_async 最大開啟的線程一直能控制在6慧邮、7條，線程數(shù)都是個位數(shù)，然而 iOS8后误澳，最大線程數(shù)一度可以達到40條耻矮、50條。然而在文檔上并沒有對這一做法的目的進行介紹忆谓。
?
??筆者推測 Apple 的目的是想借此讓開發(fā)者使用 NSOperationQueue ：GCD 中 Apple 并沒有提供控制并發(fā)數(shù)量的接口裆装，而 NSOperationQueue 有，如果需要使用 GCD 實現(xiàn)倡缠，需要使用 GCD 的一項高級功能：Dispatch Semaphore信號量哨免。

接下來我們使用Dispatch Semaphore來控制GCD的并發(fā)數(shù)

設置并發(fā)數(shù)為 3，即最多有三條線程同時執(zhí)行

- (void)viewDidLoad {
    
    dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(3);
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.example", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    unsigned int sleepTime = 2;
    
    dispatch_async(queue, ^{
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
            NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
            sleep(sleepTime);
            dispatch_semaphore_signal(semaphore);
        }
    });

    dispatch_async(queue, ^{
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
            NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
            sleep(sleepTime);
            dispatch_semaphore_signal(semaphore);
        }
    });

    dispatch_async(queue, ^{
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
            NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
            sleep(sleepTime);
            dispatch_semaphore_signal(semaphore);
        }
    });
}

我們在代碼中讓每條線程每兩秒執(zhí)行一次毡琉，放慢速度后就容易看出同時有幾條線程在執(zhí)行

所以吏饿，我們很多時候看到在網(wǎng)上各類博文中出現(xiàn)的dispatch_semaphore_create(1)踪危，這種情況大多被當做線程鎖來使用是沒有問題的。因為參數(shù)為1猪落，所以同時執(zhí)行的線程只能有1個贞远，達到了線程鎖要求的效果。按照dispatch_semaphore_create()的原理笨忌，與自旋鎖不同蓝仲，卻類似于互斥鎖，具有線程的排他性官疲。