什么是GCD

Grand Central Dispatch或者GCD晕鹊，是一套低層API，提供了一種新 的方法來進行并發(fā)程序編寫烤蜕。從基本功能上講眨攘，GCD有點像NSOperationQueue，他們都允許程序?qū)⑷蝿?wù)切分為多個單一任務(wù)然后提交至工作隊列來并發(fā)地或者串行地執(zhí)行入挣。GCD比之NSOpertionQueue更底層更高效亿乳，并且它不是Cocoa框架的一部分。
除了代碼的平行執(zhí)行能力径筏，GCD還提供高度集成的事件控制系統(tǒng)葛假。可以設(shè)置句柄來響應(yīng)文件描述符滋恬、mach ports（Mach port 用于 OS X上的進程間通訊）聊训、進程、計時器恢氯、信號带斑、用戶生成事件。這些句柄通過GCD來并發(fā)執(zhí)行勋拟。
GCD的API很大程度上基于block勋磕，當(dāng)然，GCD也可以脫離block來使用敢靡，比如使用傳統(tǒng)c機制提供函數(shù)指針和上下文指針挂滓。實踐證明，當(dāng)配合block使用時啸胧，GCD非常簡單易用且能發(fā)揮其最大能力赶站。
你可以在Mac上敲命令“man dispatch”來獲取GCD的文檔。

GCD的優(yōu)勢

GCD提供很多超越傳統(tǒng)多線程編程的優(yōu)勢：
易用: GCD比之thread跟簡單易用吓揪。由于GCD基于work unit而非像thread那樣基于運算亲怠，所以GCD可以控制諸如等待任務(wù)結(jié)束所计、監(jiān)視文件描述符柠辞、周期執(zhí)行代碼以及工作掛起等任務(wù)≈麟剩基于block的血統(tǒng)導(dǎo)致它能極為簡單得在不同代碼作用域之間傳遞上下文叭首。
效率: GCD被實現(xiàn)得如此輕量和優(yōu)雅，使得它在很多地方比之專門創(chuàng)建消耗資源的線程更實用且快速踪栋。這關(guān)系到易用性：導(dǎo)致GCD易用的原因有一部分在于你可以不用擔(dān)心太多的效率問題而僅僅使用它就行了焙格。
性能: GCD自動根據(jù)系統(tǒng)負載來增減線程數(shù)量，這就減少了上下文切換以及增加了計算效率夷都。

下面來看一下幾種線程的生成方式（Dispatch Queues）

1. dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.dispatch.serial", DISPATCH_QUEUE_SERIAL); //生成一個串行隊列眷唉，隊列中的block按照先進先出（FIFO）的順序去執(zhí)行，實際上為單線程執(zhí)行。第一個參數(shù)是隊列的名稱冬阳，在調(diào)試程序時會非常有用蛤虐，所有盡量不要重名了。  
  
2. dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.dispatch.concurrent", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); //生成一個并發(fā)執(zhí)行隊列肝陪，block被分發(fā)到多個線程去執(zhí)行  
  
3. dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); //獲得程序進程缺省產(chǎn)生的并發(fā)隊列驳庭，可設(shè)定優(yōu)先級來選擇高、中氯窍、低三個優(yōu)先級隊列饲常。由于是系統(tǒng)默認生成的，所以無法調(diào)用dispatch_resume()和dispatch_suspend()來控制執(zhí)行繼續(xù)或中斷狼讨。需要注意的是贝淤，三個隊列不代表三個線程，可能會有更多的線程熊楼。并發(fā)隊列可以根據(jù)實際情況來自動產(chǎn)生合理的線程數(shù)霹娄，也可理解為dispatch隊列實現(xiàn)了一個線程池的管理，對于程序邏輯是透明的鲫骗。

4. dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue(); //獲得主線程的dispatch隊列犬耻，實際是一個串行隊列。同樣無法控制主線程dispatch隊列的執(zhí)行繼續(xù)或中斷执泰。

GCD中常見的隊列函數(shù)

void dispatch_apply(size_t iterations, dispatch_queue_t queue, void (^block)(size_t)); //重復(fù)執(zhí)行block枕磁，需要注意的是這個方法是同步返回，也就是說等到所有block執(zhí)行完畢才返回术吝，如需異步返回則嵌套在dispatch_async中來使用计济。多個block的運行是否并發(fā)或串行執(zhí)行也依賴queue的是否并發(fā)或串行。  
  
void dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block); //這個函數(shù)可以設(shè)置同步執(zhí)行的block排苍，它會等到在它加入隊列之前的block執(zhí)行完畢后沦寂，才開始執(zhí)行。在它之后加入隊列的block淘衙，則等到這個block執(zhí)行完畢后才開始執(zhí)行传藏。  
  
void dispatch_barrier_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block); //同上，除了它是同步返回函數(shù)  
  
void dispatch_after(dispatch_time_t when, dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block); //延遲執(zhí)行block 

dispatch_after

常見的延遲方法彤守，在主線程中不能使用sleep毯侦，就得dispatch_after出場啦

NSLog(@"我要睡2秒");
    double delayInSeconds = 2.0;//延遲2秒
    dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(delayInSeconds * NSEC_PER_SEC));
    dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^(void){
        NSLog(@"睡醒了");
    });

double delayInSeconds = 2.0;

    dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, delayInSeconds * NSEC_PER_SEC);

    dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^(void){

        // code to be executed on the main queue after delay
    });

dispatch_group

當(dāng)我們需要監(jiān)聽一個并發(fā)隊列中，所有任務(wù)都完成了具垫，就可以用到這個group侈离，因為并發(fā)隊列你并不知道哪一個是最后執(zhí)行的，所以以單獨一個任務(wù)是無法監(jiān)聽到這個點的筝蚕，如果把這些單任務(wù)都放到同一個group卦碾，那么铺坞，我們就能通過dispatch_group_notify方法知道什么時候這些任務(wù)全部執(zhí)行完成了。

dispatch_queue_t queue=dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);//隊列組
    dispatch_group_t group=dispatch_group_create();//
    dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@"0");});
    dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@"1");});
    dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@"2");});
    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{NSLog(@"down");});

把3個log分別放在并發(fā)隊列中洲胖，通過把這個并發(fā)隊列任務(wù)統(tǒng)一加入group中康震，group每次runloop的時候都會調(diào)用一個方法dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_NOW)，用來檢查group中的任務(wù)是否已經(jīng)完成宾濒，如果已經(jīng)完成了腿短，那么會執(zhí)行dispatch_group_notify的block

打印效果

2017-08-25 20:04:50.352 GCD的簡單使用[41803:888331] 2
2017-08-25 20:04:50.352 GCD的簡單使用[41803:888328] 1
2017-08-25 20:04:50.352 GCD的簡單使用[41803:888347] 0
2017-08-25 20:04:50.359 GCD的簡單使用[41803:888246] down

dispatch_barrier_async(柵欄函數(shù))

這個方法在并發(fā)隊列中前面的任務(wù)完成后再執(zhí)行dispatch_barrier_async，dispatch_barrier_async執(zhí)行完成绘梦，才執(zhí)行后面的任務(wù)

dispatch_queue_t que =dispatch_queue_create("queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_async(que, ^{NSLog(@"0");});
    dispatch_async(que, ^{NSLog(@"1");});
    dispatch_async(que, ^{NSLog(@"2");});
    dispatch_async(que, ^{NSLog(@"3");});
    dispatch_barrier_async(que, ^{NSLog(@"我是一個柵欄");});
    dispatch_async(que, ^{NSLog(@"5");});
    dispatch_async(que, ^{NSLog(@"6");});
    dispatch_async(que, ^{NSLog(@"7");});
    dispatch_async(que, ^{NSLog(@"8");});

輸出結(jié)果

2017-08-25 20:15:12.706 GCD的簡單使用[41903:899729] 0
2017-08-25 20:15:12.706 GCD的簡單使用[41903:899727] 1
2017-08-25 20:15:12.706 GCD的簡單使用[41903:899726] 2
2017-08-25 20:15:12.707 GCD的簡單使用[41903:899744] 3
2017-08-25 20:15:13.708 GCD的簡單使用[41903:899744] 我是一個柵欄
2017-08-25 20:15:13.709 GCD的簡單使用[41903:899744] 5
2017-08-25 20:15:13.709 GCD的簡單使用[41903:899727] 6
2017-08-25 20:15:13.709 GCD的簡單使用[41903:899729] 7
2017-08-25 20:15:13.709 GCD的簡單使用[41903:899726] 8

dispatch_apply

這個方法用于無序查找橘忱，在一個數(shù)組中，我們能開啟多個線程來查找所需要的值卸奉，記得放到異步去執(zhí)行钝诚，要不然會阻塞主線程。

NSArray *array=[[NSArray alloc]initWithObjects:@"0",@"1",@"2",@"3",@"4",@"5",@"6", nil];
    dispatch_queue_t queue=dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    dispatch_async(queue, ^{
        dispatch_apply([array count], queue, ^(size_t index) {
            NSLog(@"%zu=%@",index,[array objectAtIndex:index]);
        });
    });
    NSLog(@"主線程");

打印結(jié)果

2017-08-25 20:22:19.744 GCD的簡單使用[42000:907091] 阻塞
2017-08-25 20:22:19.744 GCD的簡單使用[42000:907126] 0=0
2017-08-25 20:22:19.744 GCD的簡單使用[42000:907187] 1=1
2017-08-25 20:22:19.744 GCD的簡單使用[42000:907127] 2=2
2017-08-25 20:22:19.744 GCD的簡單使用[42000:907186] 3=3
2017-08-25 20:22:19.745 GCD的簡單使用[42000:907126] 4=4
2017-08-25 20:22:19.745 GCD的簡單使用[42000:907187] 5=5
2017-08-25 20:22:19.745 GCD的簡單使用[42000:907127] 6=6

dispatch_suspend & dispatch_resume

線程的掛起和開始榄棵，下載的時候比較常用

dispatch_queue_t queue =dispatch_queue_create("queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_async(queue, ^{
        for (int i=0; i<100; i++)
        {
            NSLog(@"%i",i);
            if (i==50)
            {
                NSLog(@"----------------我要停下來歇會-------------------");
                dispatch_suspend(queue);
                sleep(5);
                dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
                    dispatch_resume(queue);
                });
            }
        }
    });

打印結(jié)果

2017-08-25 20:27:50.671 GCD的簡單使用[42079:912731] 50
2017-08-25 20:27:50.671 GCD的簡單使用[42079:912731] ----------------我要停下來歇會-------------------
2017-08-25 20:27:55.677 GCD的簡單使用[42079:912731] 51

dispatch_semaphore_t

我們可以通過設(shè)置信號量的大小凝颇，來解決并發(fā)過多導(dǎo)致資源吃緊的情況，以單核CPU做并發(fā)為例疹鳄，一個CPU永遠只能干一件事情拧略，那如何同時處理多個事件呢，聰明的內(nèi)核工程師讓CPU干第一件事情瘪弓，一定時間后停下來垫蛆，存取進度，干第二件事情以此類推腺怯，所以如果開啟非常多的線程袱饭，單核CPU會變得非常吃力，即使多核CPU呛占，核心數(shù)也是有限的虑乖，所以合理分配線程，變得至關(guān)重要晾虑，那么如何發(fā)揮多核CPU的性能呢疹味？如果讓一個核心模擬傳很多線程，經(jīng)常干一半放下干另一件事情走贪，那效率也會變低佛猛，所以我們要合理安排惑芭，將單一任務(wù)或者一組相關(guān)任務(wù)并發(fā)至全局隊列中運算或者將多個不相關(guān)的任務(wù)或者關(guān)聯(lián)不緊密的任務(wù)并發(fā)至用戶隊列中運算坠狡，所以用好信號量，合理分配CPU資源遂跟，程序也能得到優(yōu)化逃沿，當(dāng)日常使用中婴渡，信號量也許我們只起到了一個計數(shù)的作用，真的有點大材小用凯亮。

dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(10);//為了讓一次輸出10個边臼，初始信號量為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);//每進來1次，信號量-1;進來10次后就一直hold住假消，直到信號量大于0柠并；這里一直-1，一直減到0
        dispatch_async(queue, ^{
            NSLog(@"%i",i);
            sleep(2);
            dispatch_semaphore_signal(semaphore);//由于這里只是log,所以處理速度非掣晦郑快臼予，我就模擬2秒后信號量+1;這里是一直+1  一直加到10
        });
    }

dispatch_once

啥都不說啦寫個單例壓壓驚

static SingletonTimer * instance;
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
    instance = [[SingletonTimer alloc] init];
});

return instance;

全局的并發(fā)隊列dispatch_get_global_queue

可以同時運行多個任務(wù)，每個任務(wù)的啟動時間是按照加入queue的順序啃沪，結(jié)束的順序依賴各自的任務(wù).

dispatch_queue_t myQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
//任務(wù)一：
    dispatch_async(myQueue, ^{
        NSLog(@"1");
    });
    //任務(wù)二：
    dispatch_async(myQueue, ^{
        NSLog(@"2");
    });
    //任務(wù)三：
    dispatch_async(myQueue, ^{
        NSLog(@"3");
    });

打印結(jié)果

執(zhí)行時間是順序的1.2.3粘拾，處理結(jié)果的時間是根據(jù)自己處理的任務(wù)大小來顯示時間
2017-08-25 20:49:13.157 GCD的簡單使用[42284:933722] 1
2017-08-25 20:49:13.157 GCD的簡單使用[42284:933693] 2
2017-08-25 20:49:13.157 GCD的簡單使用[42284:933692] 3

dispatch_set_target_queue轉(zhuǎn)換隊列

/**
  dispatch_set_target_queue
  通過dispatch_set_target_queue函數(shù)可以設(shè)置一個dispatch queue的優(yōu)先級，或者指定一個dispatch source相應(yīng)的事件處理提交到哪個queue上创千。
  它會把需要執(zhí)行的任務(wù)對象指定到不同的隊列中去處理缰雇，這個任務(wù)對象可以是dispatch隊列，也可以是dispatch源追驴。而且這個過程可以是動態(tài)的械哟，可以實現(xiàn)隊列的動態(tài)調(diào)度管理等等。比如說有兩個隊列dispatchA和dispatchB殿雪，這時把dispatchA指派到dispatchB：
  dispatch_set_target_queue(dispatchA, dispatchB);
  那么dispatchA上還未運行的block會放到dispatchB上戒良，然后由dispatchB來進行管理運行。
 **/

  dispatch_set_target_queue(serialQ, globalQ);

dispatch_group_wait等待

dispatch_group_wait來等待這些任務(wù)完成冠摄。若任務(wù)已經(jīng)全部完成或為空糯崎，則直接返回，否則等待所有任務(wù)完成后返回河泳。

dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    
    //注意queue為DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 和 DISPATCH_QUEUE_SERIAL時當(dāng)前的線程
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create([@"queue" UTF8String], DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    //每個dispatch_group_enter對應(yīng)一個dispatch_group_leave完成group內(nèi)所有的任務(wù)則發(fā)送通知
    
    //進入group
    
    dispatch_group_enter(group);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        
        NSLog(@"task1~~~~~currentThread=%@~~~~~mainThread=%@", [NSThread currentThread], [NSThread mainThread]);
        
        //離開group
        
        dispatch_group_leave(group);
        
    });
    
    
    dispatch_group_enter(group);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        
        NSLog(@"task2~~~~~currentThread=%@~~~~~mainThread=%@", [NSThread currentThread], [NSThread mainThread]);
        
        dispatch_group_leave(group);
        
    });
    
    dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    
    NSLog(@"任務(wù)已經(jīng)全部完成啦after group wait");
    
    dispatch_group_notify(group, queue, ^{
        
        NSLog(@"是的確實完成啦allGroupFinish");
        
    });

打印結(jié)果

2017-08-25 21:10:17.743 GCD的簡單使用[42425:950722] task1~~~~~currentThread=<NSThread: 0x608000262880>{number = 3, name = (null)}~~~~~mainThread=<NSThread: 0x600000079d80>{number = 1, name = (null)}
2017-08-25 21:10:17.743 GCD的簡單使用[42425:950722] task2~~~~~currentThread=<NSThread: 0x608000262880>{number = 3, name = (null)}~~~~~mainThread=<NSThread: 0x600000079d80>{number = 1, name = (null)}
2017-08-25 21:10:17.743 GCD的簡單使用[42425:950681] 任務(wù)已經(jīng)全部完成啦after group wait
2017-08-25 21:10:17.743 GCD的簡單使用[42425:950722] 是的確實完成啦allGroupFinish

代碼地址https://github.com/yanglijunwang/GCD-