1.基本介紹

什么是GCD

Grand Central Dispatch (GCD) 是異步執(zhí)行任務(wù)的技術(shù)之一框仔。開(kāi)發(fā)者只需要定義想執(zhí)行的任務(wù)并追加到適當(dāng)?shù)腄ispatch Queue中，GCD就能生成必要的線(xiàn)程并計(jì)劃執(zhí)行任務(wù)。

GCD的優(yōu)勢(shì)

• GCD會(huì)自動(dòng)的利用多核（比如雙核淆攻，四核）
• GCD會(huì)自動(dòng)管理線(xiàn)程的生命周期（創(chuàng)建線(xiàn)程笋敞、調(diào)度任務(wù)音半、銷(xiāo)毀線(xiàn)程）
• GCD會(huì)自動(dòng)根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載來(lái)增減線(xiàn)程數(shù)量

Dispatch Queues

GCD的基本概念就是dispatch queue琳袄。dispatch queue是一個(gè)對(duì)象，它可以接受任務(wù)澎办，并將任務(wù)以先到先執(zhí)行的順序來(lái)執(zhí)行嘲碱。dispatch queue可以是并發(fā)的或串行的。并發(fā)任務(wù)會(huì)像NSOperationQueue那樣基于系統(tǒng)負(fù)載來(lái)合適地并發(fā)進(jìn)行局蚀，串行隊(duì)列同一時(shí)間只執(zhí)行單一任務(wù)麦锯。

• 串行隊(duì)列：按FIFO每次取出一個(gè)任務(wù)執(zhí)行，當(dāng)前一個(gè)任務(wù)完成后才會(huì)取出第二個(gè)任務(wù)琅绅。

• 并發(fā)隊(duì)列：按FIFO取出任務(wù)執(zhí)行扶欣，但是不會(huì)等待前一個(gè)任務(wù)完成就會(huì)取出第二個(gè)任務(wù)。

  
  
  SerialQueue.png

ConcurrentQueue.png

任務(wù)

• 同步任務(wù)：同步執(zhí)行，會(huì)阻塞當(dāng)前線(xiàn)程料祠，直到當(dāng)前的block任務(wù)執(zhí)行完畢骆捧。
• 異步任務(wù)：異步執(zhí)行，不會(huì)阻塞當(dāng)前線(xiàn)程髓绽。

隊(duì)列與任務(wù)的組合情況

小結(jié)

1. 同步和異步?jīng)Q定了是否開(kāi)啟新的線(xiàn)程。main隊(duì)列除外株茶，在main隊(duì)列中来涨，同步或者異步執(zhí)行都不會(huì)另開(kāi)線(xiàn)程。
2. 串行和并行启盛，決定了任務(wù)是否同時(shí)執(zhí)行扫夜。
3. 不要在執(zhí)行串行隊(duì)列的線(xiàn)程中向當(dāng)前的串行隊(duì)列添加同步任務(wù)，會(huì)導(dǎo)致死鎖驰徊。

2.GCD使用

獲取Dispatch Queue的方法有兩種。
第一種方法是通過(guò)GCD的API生成Dispatch Queue堕阔。

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("serial_queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("concurrent_queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

第一個(gè)參數(shù)指定該隊(duì)列的名稱(chēng)棍厂，該名稱(chēng)會(huì)出現(xiàn)應(yīng)用程序崩潰時(shí)產(chǎn)生的CrashLog中，在調(diào)用過(guò)程中我們也可以使用dispatch_queue_get_label(DISPATCH_CURRENT_QUEUE_LABEL)獲取當(dāng)前隊(duì)列的名字超陆。

第二個(gè)參數(shù)指定該隊(duì)列的類(lèi)型牺弹。

DISPATCH_QUEUE_SERIAL或者NULL表示該隊(duì)列是串行隊(duì)列，

DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT表示該隊(duì)列是并發(fā)隊(duì)列时呀。

第二種方法是獲取系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)提供的Dispatch Queue张漂。

系統(tǒng)會(huì)給我們提供Main Dispatch Queue（主隊(duì)列）和Global Dispatch Queue（全局并發(fā)隊(duì)列）。

Main Dispatch Queue
Main Dispatch Queue顧名思義谨娜，是在主線(xiàn)程中執(zhí)行的隊(duì)列航攒。因?yàn)橹骶€(xiàn)程只有一個(gè)，所以主隊(duì)列自然就是串行隊(duì)列趴梢。追加到主隊(duì)列的處理在主線(xiàn)程的RunLoop中執(zhí)行漠畜，因此要將用戶(hù)界面的更新等一些必須在主線(xiàn)程中執(zhí)行的處理追加到主隊(duì)列中使用。

// Main 隊(duì)列獲取方法
dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue()坞靶；

dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"%s", dispatch_queue_get_label(DISPATCH_CURRENT_QUEUE_LABEL));
    });

在上面說(shuō)過(guò)憔狞，同步會(huì)阻塞當(dāng)前線(xiàn)程，執(zhí)行完block里面任務(wù)才會(huì)繼續(xù)往下走彰阴。dispatch_sync阻塞了主線(xiàn)程瘾敢，然后把任務(wù)追到加主隊(duì)列，并在主線(xiàn)程執(zhí)行，但是此時(shí)的主線(xiàn)程已經(jīng)被阻塞簇抵，所以block任務(wù)也無(wú)法執(zhí)行庆杜，block任務(wù)不執(zhí)行，dispatch_sync會(huì)繼續(xù)阻塞主線(xiàn)程正压。這樣子就產(chǎn)生了死鎖欣福。

Global Dispatch Queue
Global Dispatch Queue是全局并發(fā)隊(duì)列，沒(méi)有必要通過(guò)dispatch_queue_create函數(shù)逐個(gè)生成并發(fā)焦履，只要獲取全局并發(fā)隊(duì)列使用即可拓劝。
全局并發(fā)隊(duì)列有4個(gè)執(zhí)行優(yōu)先級(jí)，分別是高優(yōu)先級(jí)（High Priority）嘉裤，默認(rèn)優(yōu)先級(jí)（Default Priority）郑临，低優(yōu)先級(jí)（Low Priority）和后臺(tái)優(yōu)先級(jí)（Background Priority）。

// 獲取高優(yōu)先級(jí)
dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0);
// 獲取默認(rèn)優(yōu)先級(jí)
dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
// 獲取低優(yōu)先級(jí)
dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW, 0);
// 獲取后臺(tái)優(yōu)先級(jí)
dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND, 0);

dispatch_set_target_queue
dispatch_queue_create函數(shù)生成的隊(duì)列不管是串行隊(duì)列還是并發(fā)隊(duì)列屑宠，都使用跟默認(rèn)優(yōu)先級(jí)的全局并發(fā)隊(duì)列相同的優(yōu)先級(jí)厢洞。而設(shè)置一個(gè)隊(duì)列的優(yōu)先級(jí)可以使用dispatch_set_target_queue。

dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("com.gcd.serialQueue", NULL);

dispatch_queue_t backgroundGlobalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND, 0);

dispatch_set_target_queue(serialQueue, backgroundGlobalQueue);

指定要變更優(yōu)先級(jí)的隊(duì)列為第一個(gè)參數(shù)典奉，指定參考隊(duì)列為第二個(gè)參數(shù)躺翻。

dispatch_set_target_queue函數(shù)還可以改變隊(duì)列的執(zhí)行層次。在多個(gè)串行隊(duì)列中卫玖，使用dispatch_set_target_queue函數(shù)指定目標(biāo)為某一串行隊(duì)列公你，那么原本應(yīng)并行執(zhí)行的多個(gè)串行隊(duì)列，在目標(biāo)串行隊(duì)列上只能同時(shí)執(zhí)行一個(gè)任務(wù)假瞬。在必須要將不可并發(fā)執(zhí)行的處理追加到多個(gè)串行隊(duì)列中時(shí)陕靠，可以使用dispatch_set_target_queue函數(shù)防止并發(fā)執(zhí)行。

    dispatch_queue_t serialQueue1 = dispatch_queue_create("serialQueue1", NULL);
    dispatch_queue_t serialQueue2 = dispatch_queue_create("serialQueue2", NULL);
    dispatch_queue_t serialQueue3 = dispatch_queue_create("serialQueue3", NULL);
    dispatch_queue_t serialQueue4 = dispatch_queue_create("serialQueue4", NULL);
    
    dispatch_set_target_queue(serialQueue2, serialQueue1);
    dispatch_set_target_queue(serialQueue3, serialQueue1);
    dispatch_set_target_queue(serialQueue4, serialQueue1);
    
    dispatch_async(serialQueue2, ^{
        NSLog(@"%s",dispatch_queue_get_label(DISPATCH_CURRENT_QUEUE_LABEL));
    });
    dispatch_async(serialQueue3, ^{
        NSLog(@"%s",dispatch_queue_get_label(DISPATCH_CURRENT_QUEUE_LABEL));
    });
    dispatch_async(serialQueue4, ^{
        NSLog(@"%s",dispatch_queue_get_label(DISPATCH_CURRENT_QUEUE_LABEL));
    });

    //輸出結(jié)果為
    serialQueue2
    serialQueue3
    serialQueue4

dispatch_after
想在指定時(shí)間后執(zhí)行的情況脱茉，可使用dispatch_after函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"等待3秒");
    });

使用dispatch_after需要注意的是剪芥，這個(gè)函數(shù)并不是在指定時(shí)間后執(zhí)行，而是在指定時(shí)間把任務(wù)追加到指定的隊(duì)列中琴许。如上面的代碼税肪，3秒后只是把任務(wù)追加到主隊(duì)列當(dāng)中，具體執(zhí)行時(shí)間與主線(xiàn)程擁塞程度有關(guān)榜田。

Dispatch Group
我們經(jīng)常會(huì)有這樣的需求寸认，在多個(gè)追加到Dispatch Queue中的處理執(zhí)行完畢后，進(jìn)行一些操作串慰。在使用串行隊(duì)列的時(shí)候偏塞，我們只需要在最后追加結(jié)束后的處理。但是在使用多個(gè)并發(fā)隊(duì)列或同時(shí)使用多個(gè)隊(duì)列時(shí)邦鲫，就需要使用Dispatch Group灸叼。

    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        NSLog(@"block1");
    });
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        NSLog(@"block2");
    });
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        NSLog(@"block3");
    });
    
    dispatch_group_notify(group, queue, ^{
        NSLog(@"done");
    });

    //執(zhí)行結(jié)果
    block1
    block3
    block2
    done

很明顯神汹，這種方式是不阻塞的。由于我們是異步把任務(wù)添加到隊(duì)列中古今，所以任務(wù)執(zhí)行的順序是不一定的屁魏。但是dispatch_group_notify里面的block肯定是最后執(zhí)行。
如果想要阻塞線(xiàn)程可以使用dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);第二個(gè)參數(shù)為等待時(shí)間DISPATCH_TIME_FOREVER表示永遠(yuǎn)等待捉腥。

當(dāng)任務(wù)中有completion block時(shí)氓拼，這種任務(wù)是馬上完成的，例如網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求抵碟。但是我們想讓任務(wù)在收到completion block時(shí)才完成桃漾，這時(shí)需要我們手動(dòng)管理任務(wù)的開(kāi)始和結(jié)束。

    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    
    dispatch_group_enter(group);
    
    [Request requestWithSuccess:^{
        NSLog(@"success");
        dispatch_group_leave(group);
    } failBlk:^{
        NSLog(@"fail");
        dispatch_group_leave(group);
    }];
    
    
    dispatch_group_enter(group);
    
    [Request requestWithSuccess:^{
        NSLog(@"success");
        dispatch_group_leave(group);
    } failBlk:^{
        NSLog(@"fail");
        dispatch_group_leave(group);
    }];
    
    dispatch_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"全部完成");
    });

通過(guò)dispatch_group_enter拟逮，dispatch_group_leave兩個(gè)函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)入,退出兩個(gè)動(dòng)作撬统。要注意enter和leave要成對(duì)出現(xiàn)，否則group永遠(yuǎn)不會(huì)結(jié)束敦迄。

dispatch_barrier_async
在訪問(wèn)數(shù)據(jù)時(shí)恋追，使用串行隊(duì)列可以避免數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題。寫(xiě)入處理不可與其他的寫(xiě)入處理以及包含讀取處理的其他某些處理并行執(zhí)行罚屋，但是讀取處理只和讀取處理并行執(zhí)行苦囱，那么多個(gè)并行執(zhí)行就不會(huì)發(fā)生問(wèn)題。也就是說(shuō)脾猛，為了高效率的訪問(wèn)撕彤，需要實(shí)現(xiàn)多讀單寫(xiě)。
GCD為我們提供了一種方便的實(shí)現(xiàn)dispatch_barrier_async尖滚，它等待所有位于barrier函數(shù)之前的操作執(zhí)行完畢后執(zhí)行,并且在barrier函數(shù)執(zhí)行完成后,barrier函數(shù)之后的操作才會(huì)得到執(zhí)行,該函數(shù)需要同dispatch_queue_create函數(shù)生成的并發(fā)隊(duì)列一起使用。

    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queueForBarrier", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任務(wù)1");
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任務(wù)2");
    });
    dispatch_barrier_async(queue, ^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];
        NSLog(@"任務(wù)3 barrier");
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任務(wù)4");
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任務(wù)5");
    });

    //輸出結(jié)果
    任務(wù)2
    任務(wù)1
    任務(wù)3 barrier
    任務(wù)4
    任務(wù)5

dispatch_apply
dispatch_apply函數(shù)按指定的次數(shù)降block追加到指定的隊(duì)列中瞧柔，并阻塞線(xiàn)程等待全部處理執(zhí)行結(jié)束漆弄。

    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    NSArray *array = @[@"1",@"2",@"3"];
    dispatch_apply(array.count, queue, ^(size_t index) {
        NSLog(@"%@",array[index]);
    });
    NSLog(@"完成");

    //輸出結(jié)果
    2
    1
    3
    完成

由于dispatch_apply函數(shù)會(huì)等待所有處理執(zhí)行結(jié)束，所以最好在dispatch_async函數(shù)中非同步的執(zhí)行dispatch_apply函數(shù)

    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    NSArray *array = @[@"1",@"2",@"3"];
    dispatch_async(queue, ^{
        dispatch_apply(array.count, queue, ^(size_t index) {
            NSLog(@"%@",array[index]);
        });
        
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            //回到主線(xiàn)程
        });
    });

dispatch_suspend/dispatch_resume

    //掛起指定的隊(duì)列
    dispatch_suspend(queue);
    //恢復(fù)指定的隊(duì)列
    dispatch_resume(queue);

dispatch_suspend函數(shù)對(duì)已經(jīng)執(zhí)行的處理沒(méi)有影響造锅，隊(duì)列中未執(zhí)行的處理會(huì)被掛起撼唾，dispatch_resume函數(shù)會(huì)恢復(fù)這些處理的執(zhí)行。

Dispatch Semaphore
信號(hào)量可以控制同時(shí)訪問(wèn)資源的數(shù)量哥蔚，解決資源爭(zhēng)奪的問(wèn)題倒谷。信號(hào)量持有計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)為0等待糙箍，計(jì)數(shù)大于或等于1時(shí)渤愁，減去1而不等待。類(lèi)似于過(guò)安檢時(shí)深夯，允許n個(gè)人一起安檢抖格，每當(dāng)一個(gè)人安檢完成诺苹，則下一個(gè)人可以進(jìn)行安檢。

    //創(chuàng)建計(jì)數(shù)值為1的信號(hào)量
    dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    NSArray *array = @[@"1",@"2",@"3",@"4",@"5"];
    for (NSString *string in array) {
        dispatch_async(queue, ^{
            //dispatch_semaphore_wait函數(shù)等待信號(hào)量的計(jì)數(shù)值大于或等于1時(shí)雹拄，對(duì)計(jì)數(shù)減1并向下執(zhí)行收奔，否則等待。
            //DISPATCH_TIME_FOREVER表示永遠(yuǎn)等待滓玖。
            dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);

            [NSThread sleepForTimeInterval:1
            NSLog(@"%@",string);
            
            //dispatch_semaphore_signal函數(shù)將信號(hào)量的計(jì)數(shù)加1
            dispatch_semaphore_signal(semaphore);
        });
    }

上面代碼創(chuàng)建了一個(gè)計(jì)數(shù)初始值為1的信號(hào)量坪哄，然后向全局并發(fā)隊(duì)列中添加了5個(gè)任務(wù)，當(dāng)有一個(gè)任務(wù)通過(guò)dispatch_semaphore_wait函數(shù)時(shí)势篡，信號(hào)量的計(jì)數(shù)被減1翩肌，此時(shí)計(jì)數(shù)為0，剩余的任務(wù)則會(huì)等待殊霞，直到dispatch_semaphore_signal將計(jì)數(shù)加1摧阅。

    dispatch_time_t time = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3 * NSEC_PER_SEC));
    long result = dispatch_semaphore_wait(semaphore, time);
    if (result == 0) {
        //在等待時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)值達(dá)到大于等于1，減1繼續(xù)處理
    }
    else{
        //在等待時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)值為0
    }

我們也可以通過(guò)dispatch_semaphore_wait函數(shù)的返回值進(jìn)行分支處理绷蹲。當(dāng)我們給定一個(gè)等待時(shí)間棒卷，如果信號(hào)量的計(jì)數(shù)值在等待時(shí)間內(nèi)達(dá)到大于等于1，dispatch_semaphore_wait返回0祝钢，如果超過(guò)這個(gè)時(shí)間計(jì)數(shù)值還為0比规，則返回值不為0。

dispatch_once
dispatch_once函數(shù)保證在應(yīng)用程序執(zhí)行中只執(zhí)行一次處理拦英。并且在多線(xiàn)程環(huán)境下能保證安全蜒什。

@implementation Manager

+ (Manager *)sharedInstance
{
    static Manage *manager = nil;
    static dispatch_once_t token;

    dispatch_once(&token, ^{
        manager = [[Manager alloc] init];
    });

    return manager;
}

我們一般用來(lái)創(chuàng)建單例。

Dispatch Source
Dispatch Source的種類(lèi)

使用DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER的定時(shí)器的例子

    //倒計(jì)時(shí)時(shí)間
    __block int timeout = 60;
    
    //創(chuàng)建隊(duì)列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    
    //創(chuàng)建timer
    dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
    
    //設(shè)置開(kāi)始時(shí)間未當(dāng)前時(shí)間慷荔，間隔1秒雕什，誤差為0
    dispatch_source_set_timer(timer, DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1 * NSEC_PER_SEC), 0);
    
    //觸發(fā)事件
    dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{
        if (timeout <= 0) {
            //取消dispatch source
            dispatch_source_cancel(timer);
        }
        else{
            timeout --;
            NSLog(@"%d",timeout);
        }
    });
    
    //啟動(dòng)定時(shí)器
    dispatch_resume(timer);