2017-07-29iOS開發(fā)
導語：在GCD的使用中采够，需要考慮控制最大并發(fā)數(shù) 和 線程同步這兩個問題停团，本文主要介紹GCD中如何控制最大并發(fā)數(shù) 。
一白热、概述
1、GCD并發(fā)的困擾
在GCD中有兩種隊列粗卜，分別是串行隊列和并發(fā)隊列屋确。在串行隊列中，同一時間只有一個任務在執(zhí)行续扔，不能充分利用多核 CPU 的資源攻臀，效率較低。
并發(fā)隊列可以分配多個線程纱昧，同時處理不同的任務刨啸；效率雖然提升了，但是多線程的并發(fā)是用時間片輪轉方法實現(xiàn)的识脆，線程創(chuàng)建设联、銷毀、上下文切換等會消耗CPU 資源灼捂。
目前iPhone的處理器是多核（2個离例、4個），適當?shù)牟l(fā)可以提高效率悉稠，但是無節(jié)制地并發(fā)宫蛆，如將大量任務不加思索就用并發(fā)隊列來執(zhí)行，這只會大量增加線程數(shù)的猛，搶占CPU資源耀盗，甚至會擠占掉主線程的 CPU 資源（極端情況）。
此外卦尊，提交給并發(fā)隊列的任務中叛拷，有些任務內部會有全局的鎖（如 CoreText 繪制時的 CGFont 內部鎖），會導致線程休眠猫牡、阻塞胡诗；一旦這類任務多邓线，并發(fā)隊列還需要創(chuàng)建新的線程來執(zhí)行其他任務淌友；這種情況下煌恢，線程數(shù)大量增加是避免不了的。
2震庭、優(yōu)雅的NSOperationQueue
NSOperationQueue是iOS提供的工作隊列瑰抵，開發(fā)者只需要將任務封裝在NSOperation的子類（NSBlockOperation、NSInvocationOperation或自定義NSOperation子類）中器联，然后添加進NSOperationQueue隊列二汛，隊列就會按照優(yōu)先順序及工作的從屬依賴關系(如果有的話)組織執(zhí)行。
NSOperationQueue中拨拓，已經考慮到了最大并發(fā)數(shù)的問題肴颊，并提供了maxConcurrentOperationCount屬性設置最大并發(fā)數(shù)(該屬性需要在任務添加到隊列中之前進行設置)。maxConcurrentOperationCount默認值是-1渣磷；如果值設為0婿着，那么不會執(zhí)行任何任務；如果值設為1醋界，那么該隊列是串行的竟宋；如果大于1，那么是并行的形纺。
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init]丘侠；queue.maxConcurrentOperationCount = 2;//添加Operation任務...
第三方庫如SDWebImage庫和AFNetworking 中就是采用NSOperationQueue來控制最大并發(fā)數(shù)的。
說明：NSOperationQueue使用詳見多線程編程3 - NSOperationQueue 和 NSOperation
3逐样、我們該怎么辦
GCD多線程方案很優(yōu)秀蜗字，在iOS 4 與 MacOS X 10.6之后，NSOperationQueue的底層就是用GCD來實現(xiàn)的官研。
NSOperationQueue在控制最大并發(fā)數(shù)上的確很方便秽澳，但是GCD也提供了某些機制可以實現(xiàn)控制最大并發(fā)數(shù)的效果。
開發(fā)中NSOperationQueue和GCD都可以用戏羽，視場景而定（個人更喜歡用GCD）担神。
二、QSDispatchQueue方案
1始花、GCD的信號量機制(dispatch_semaphore）
信號量是一個整型值妄讯，有初始計數(shù)值；可以接收通知信號和等待信號酷宵。當信號量收到通知信號時亥贸，計數(shù)+1；當信號量收到等待信號時浇垦，計數(shù)-1炕置；如果信號量為0，線程會被阻塞，直到信號量大于0朴摊，才會繼續(xù)下去默垄。
使用信號量機制可以實現(xiàn)線程的同步，也可以控制最大并發(fā)數(shù)甚纲。以下是如何控制最大并發(fā)數(shù)的代碼口锭。
dispatch_queue_t workConcurrentQueue = dispatch_queue_create(
"cccccccc", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);dispatch_queue_t serialQueue
= dispatch_queue_create("sssssssss",DISPATCH_QUEUE_SERIAL);dispatch
_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(3);for (NSInteger
i = 0; i < 10; i++) { ?dispatch_async(serialQueue, ^{ ? ? ?dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER); ? ? ?dispatch_async(workConcurrentQueue, ^{ ? ? ? ? ?NSLog(@"thread-info:%@開始執(zhí)行任務%d",[NSThread
currentThread],(int)i); ? ? ? ? ?sleep(1); ? ? ? ? ?NSLog(@"thread-info:%@結束執(zhí)行任務%d",[NSThread
currentThread],(int)i); ? ? ? ? ?dispatch_semaphore_signal(semaphore);}); ?});}NSLog(@"主線程...!");
說明：從執(zhí)行結果中可以看出，雖然將10個任務都異步加入了并發(fā)隊列介杆，但是信號量機制控制了最大線程并發(fā)數(shù)鹃操，始終是3個線程在執(zhí)行任務。此外春哨，這些任務也沒有阻塞主線程荆隘。
2、QSDispatchQueue方案的實現(xiàn)
1）直接在代碼中使用GCD的信號量赴背，不夠優(yōu)雅臭胜，代碼也很冗余；基于此癞尚，QSDispatchQueue方案出來了耸三。(代碼很簡單，一共兩個文件)
2）QSDispatchQueue方法聲明如下：
//QSDispatchQueue.h@interface QSDispatchQueue : NSObject#pragma mark
- main queue + global queue/** 全局并發(fā)隊列的最大并發(fā)數(shù)浇揩，默認4 */+ (QSDispatchQueue *)mainThreadQueue;+ (QSDispatchQueue *)defaultGlobalQueue;+ (QSDispatchQueue *)lowGlobalQueue;+ (QSDispatchQueue *)highGlobalQueue;+ (QSDispatchQueue *)backGroundGlobalQueue;#pragma mark -@property
(nonatomic,assign,readonly)NSUInteger concurrentCount;- (instancetype)init;/** 默認最大并發(fā)數(shù)是1 @param queue 并發(fā)隊列 */- (instancetype)initWithQueue:(dispatch_queue_t)queue;/** @param queue 并發(fā)隊列 @param concurrentCount 最大并發(fā)數(shù)仪壮，應大于1 */- (instancetype)initWithQueue:(dispatch_queue_t)queue
concurrentCount:(NSUInteger)concurrentCount;//同步-
(void)
sync:(dispatch_block_t)block;//異步- (void)async:
(dispatch
_block_t)block;@end
3、QSDispatchQueue方案的使用
dispatch_queue_t workConcurrentQueue = dispatch_queue_create(
"cccccccc",
DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
QSDispatchQueue *queue = [[QSDispatchQueue alloc]initWithQueue:
workConcurrentQueue concurrentCount:3];for (NSInteger i = 0; i < 10;
i++) { ? ?[queue async:^{ ? ? ? ?NSLog(@"thread-info:%@開始執(zhí)行任務%d",
[NSThread currentThread],(int)i); ? ? ? ?sleep(1); ? ? ? ?NSLog(@"thread-info:%@結束執(zhí)行任務%d",
[NSThread currentThread],(int)i); ? ?}];}NSLog(@"主線程任務...");
執(zhí)行結果如下圖：
說明：從執(zhí)行結果中來看胳徽，通過QSDispatchQueue方案也到達了最大線程并發(fā)數(shù)的目的积锅。
使用QSDispatchQueue方案，代碼更簡潔养盗，讓開發(fā)者不用去時刻注意信號量的處理缚陷，只關注任務即可。
三往核、小結
在iOS開發(fā)中箫爷，我們常將耗時任務提交給GCD的并發(fā)隊列，但是并發(fā)隊列并不會去管理最大并發(fā)數(shù)聂儒，無限制提交任務給并發(fā)隊列虎锚，會給性能帶來問題。
YYKit組件中的YYDispatchQueuePool也能控制并發(fā)隊列的并發(fā)數(shù)衩婚；其思路是為不同優(yōu)先級創(chuàng)建和 CPU 數(shù)量相同的 serial queue窜护，每次從 pool 中獲取 queue 時，會輪詢返回其中一個 queue非春。
QSDispatchQueue是使用信號量讓并發(fā)隊列中的任務并發(fā)數(shù)得到抑制柱徙；YYDispatchQueuePool是讓一定數(shù)量的串行隊列代替并發(fā)隊列缓屠，避開了并發(fā)隊列不好控制并發(fā)數(shù)的問題。
