GCD

目錄

  • 知識(shí)點(diǎn)概況
  • 隊(duì)列和任務(wù)
  • 并發(fā)和并行
  • 常用場(chǎng)景

知識(shí)點(diǎn)
什么是GCD？以下摘自蘋果的官方說(shuō)明
Grand Central Dispatch (GCD)是異步執(zhí)行任務(wù)的技術(shù)之一，一般將應(yīng)用程序中記述的線程管理用的代碼在系統(tǒng)級(jí)實(shí)現(xiàn)。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就能生成必要的線程并計(jì)劃執(zhí)行任務(wù)。由于線程管理是作為系統(tǒng)的一部分實(shí)現(xiàn)的，因此可統(tǒng)一管理，也可執(zhí)行任務(wù)，這樣就比以前的線程更有效率。

GCD中有2個(gè)核心概念：

1. 任務(wù)和隊(duì)列

  • 任務(wù)：執(zhí)行什么操作，任務(wù)有兩種執(zhí)行方式： 同步函數(shù) 和 異步函數(shù)，他們之間的區(qū)別是

    • 同步：只能在當(dāng)前線程中執(zhí)行任務(wù)，不具備開(kāi)啟新線程的能力，任務(wù)立刻馬上執(zhí)行，會(huì)阻塞當(dāng)前線程并等待 Block中的任務(wù)執(zhí)行完畢，然后當(dāng)前線程才會(huì)繼續(xù)往下運(yùn)行
    • 異步：可以在新的線程中執(zhí)行任務(wù)，具備開(kāi)啟新線程的能力，但不一定會(huì)開(kāi)新線程，當(dāng)前線程會(huì)直接往下執(zhí)行，不會(huì)阻塞當(dāng)前線程

  • 隊(duì)列：用來(lái)存放任務(wù)，分為串行隊(duì)列 和 并行隊(duì)列

    • 串行隊(duì)列（Serial Dispatch Queue）
      讓任務(wù)一個(gè)接著一個(gè)地執(zhí)行（一個(gè)任務(wù)執(zhí)行完畢后，再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)）
    • 并行隊(duì)列（Concurrent Dispatch Queue）
      可以讓多個(gè)任務(wù)并行（同時(shí)）執(zhí)行（自動(dòng)開(kāi)啟多個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行任務(wù)）

2. 并發(fā)和并行的區(qū)別

(并發(fā)和并行的區(qū)別：并發(fā)是同一時(shí)間內(nèi)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)，并行是同一時(shí)刻執(zhí)行多個(gè)任務(wù)！)
* 并發(fā):一個(gè)處理器同時(shí)處理多個(gè)任務(wù)。
* 并行:多個(gè)處理器或者是多核的處理器同時(shí)處理多個(gè)不同的任務(wù).

前者是邏輯上的同時(shí)發(fā)生（simultaneous），而后者是物理上的同時(shí)發(fā)生．


image.png

3. GCD API 常用場(chǎng)景

  • 應(yīng)用場(chǎng)景1：等待現(xiàn)在執(zhí)行中處理結(jié)束，多任務(wù)則按順序進(jìn)行-> serialQueue() <對(duì)應(yīng)Demo中函數(shù)>

  • 應(yīng)用場(chǎng)景2：不等待現(xiàn)在執(zhí)行中處理結(jié)束，多任務(wù)并行進(jìn)行。適用于耗時(shí)操作，沒(méi)有前后邏輯順序或依賴，返回順序取決于本身執(zhí)行完耗時(shí) -> concurrentQueue()

  • 應(yīng)用場(chǎng)景3：不論任何函數(shù)生成的隊(duì)列，如果想指定 A隊(duì)列 與 B隊(duì)列 擁有相同優(yōu)先級(jí) -> dispatch_set_target_queue()
    (知識(shí)點(diǎn)：優(yōu)先級(jí) -> 并不是線程按等級(jí)順序來(lái)執(zhí)行完結(jié)束，而是系統(tǒng)處理器優(yōu)先分配處理，并不代表該線程最先處理完（只是會(huì)哭的孩子有奶吃?。?/p>

  • 應(yīng)用場(chǎng)景4：在追加多個(gè)處理全部結(jié)束后想執(zhí)行結(jié)束處理 -> dispatch_group()

  • 應(yīng)用場(chǎng)景5：訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)或文件時(shí)，為避免數(shù)據(jù)競(jìng)爭(zhēng) -> dispatch_barrier_async()

  • 應(yīng)用場(chǎng)景6：將Block指定次數(shù)的添加到Dispatch queue中 -> dispatch_apply()

  • 應(yīng)用場(chǎng)景7：在大量處理追加到queue中，對(duì)已添加過(guò)未執(zhí)行的處理進(jìn)行管理（掛起/喚醒） -> dispatch_suspend__dispatch_resume()

  • 應(yīng)用場(chǎng)景8：在并行處理更新數(shù)據(jù)，會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)不一的情況，雖然串行和柵欄函數(shù)(dispatch_barrier_async)也可以解決，但更細(xì)量化處理到任務(wù)中一個(gè)方法調(diào)用 -> dispatchSemaphore()

Demo

（可直接復(fù)制到Xcode中查看）

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    [self gcdApi];
    
}


-(void)gcdApi{

    [self dispatch_queue];
    
    [self dispatch_set_target_queue];
    
    [self dispatch_group];
    
    [self dispatch_barrier_async];
    
    [self dispatch_apply];

    [self dispatch_suspend__dispatch_resume];
    
    [self dispatchSemaphore];

}



/** 隊(duì)列
 
 - 1.串行(Serial dispatch、Main dispatch)
 - 2.并行(Concurrent dispatch)
 
 */

#pragma mark - Queue

-(void)dispatch_queue{


    [self serialQueue];
    
    [self concurrentQueue];
    
}

-(void)serialQueue{
    
    /**
     dispatch_queue_create 生成串行隊(duì)列
     
     - Parameters:
     - value1: 自定義
     - value2: NULL: 默認(rèn)先進(jìn)先出(FIFO) 即串行
     */
    dispatch_queue_t mySerial = dispatch_queue_create("com.example.gcd.MySerialQueue", NULL);
    
    /***
     * 異步線程加入串行隊(duì)列 -> 會(huì)開(kāi)辟新線程 但執(zhí)行順序onebyone，有串行隊(duì)列性質(zhì)決定
     */
    dispatch_async(mySerial, ^{
        NSLog(@"serialQueue_task1");
    });
    dispatch_async(mySerial, ^{
        NSLog(@"serialQueue_task2");
    });
    
//    dispatch_release(mySerial);
}

-(void)concurrentQueue{
    
    /**
     全局隊(duì)列，并行
     
     @ Parameters:
         * value1: 優(yōu)先級(jí) (注意：由于通過(guò)XNU內(nèi)核用于GCD并不能保證時(shí)效性，因此執(zhí)行高優(yōu)先級(jí)只是大致判斷并不精準(zhǔn)，在處理的執(zhí)行可有可無(wú)下按優(yōu)先級(jí))
             #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2
             #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0
             #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2)
             #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN
        * value2: 待留參數(shù)，傳遞除0以外的任何值都可能導(dǎo)致一個(gè)空返回值
     */
    dispatch_queue_t global = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    
    /***
     * 異步線程加入全局隊(duì)列 -> 并行
     */
    dispatch_async(global, ^{
        NSLog(@"concurrentQueue_task1");
    });
    dispatch_async(global, ^{
        NSLog(@"concurrentQueue_task2");
    });
}


#pragma mark - dispatch_set_target_queue

-(void)dispatch_set_target_queue{
    
    dispatch_queue_t createSerial = dispatch_queue_create("com.exmple.gcd.targetSerialQueue", NULL);
    
    dispatch_queue_t globelBackground = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND, 0);
    
    /***
     * createSerial 擁有 globelBackground 相同的優(yōu)先級(jí)
     */
    dispatch_set_target_queue(createSerial, globelBackground);
    
}


#pragma mark - dispatch_Group

-(void)dispatch_group{
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        NSLog(@"blk0");
    });
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        NSLog(@"blk1");
    });
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        NSLog(@"blk2");
    });
    
    /**
     * 追加三個(gè)Block到globel_queue中，等Block中全部執(zhí)行完畢，就會(huì)執(zhí)行 dispatch_get_main_queue中的Block
     */
    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"Done!");
    });

    //也可以使用wait, DISPATCH_TIME_FOREVER表示一直等待，也可以是一段時(shí)間內(nèi)
//    dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
//    NSLog(@"Done!");
    
    //blk0
    //blk1
    //blk2
    //Done!
    
}




#pragma mark - dispatch_barrier_async

-(void)dispatch_barrier_async{
    
    //用dispatch_queue_create函數(shù)生成一個(gè)Concurrent Dispatch Queue
    dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("com.example.concurrent", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"blk0_reading");
    });
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"blk1_reading");
    });
    
    /**
     * 在blk1結(jié)束后，blk2開(kāi)始前寫入，將Block追加到queue中，可以是異步/同步，同步須考慮避免死鎖
     */
    dispatch_barrier_async(concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"blk_writing");
    });
    
    
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"blk2_reading");
    });
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"blk3_reading");
    });
    
}


#pragma mark - dispatch_apply

-(void)dispatch_apply{
    
    /**
     * 將Block指定次數(shù)的添加到Dispatch queue中,并開(kāi)辟多個(gè)線程
     */
    dispatch_queue_t globel = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    dispatch_apply(10, globel, ^(size_t index) {
        NSLog(@"%zu",index);
    });
    NSLog(@"done");
    
    //2
    //3
    //6
    //...
    //9
    //done
    
}


#pragma mark - dispatch_suspend__dispatch_resume

-(void)dispatch_suspend__dispatch_resume{
    /**
     * 在大量處理追加到queue中，對(duì)已添加過(guò)未執(zhí)行的處理暫停 進(jìn)行管理開(kāi)關(guān)（掛起/喚醒）
     */
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    
    dispatch_suspend(queue);
    //dispatch_resume恢復(fù)指定的queue
    dispatch_resume(queue);
}


#pragma mark - dispatchSemaphore

-(void)dispatchSemaphore{
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    
    dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);//創(chuàng)建信號(hào)量初始值為1
    
    NSMutableArray *arry = [[NSMutableArray alloc]init];
    
    for (int i = 0; i<1000; i++) {
        dispatch_async(queue, ^{
       
            //等待semaphore,計(jì)數(shù)為0時(shí)等待
            //一直等待，直到Dispatch_semaphore的計(jì)數(shù)值>=1減一并執(zhí)行
            
            dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);//-1，
            /**
             * 由于semphore經(jīng)wait減一，此時(shí)計(jì)數(shù)值為0，可向下進(jìn)行
             */
            //訪問(wèn)arry類對(duì)象的線程，只有一個(gè)，可以安全訪問(wèn)
            [arry addObject:@1];
            
            //onebyone
            dispatch_semaphore_signal(semaphore);//+1
            
    });
}
}

Github地址 : https://github.com/one-tea/GCD-API

參考資料：
grand-central-dispatch-in-depth-part：
https://github.com/nixzhu/dev-blog/blob/master/2014-04-19-grand-central-dispatch-in-depth-part-1.md
http://www.raywenderlich.com/63338/grand-central-dispatch-in-depth-part-2
iOS - 多線程你看全不全：https://juejin.im/entry/57dcc1cc0bd1d00057e97dc7
IOS多線程之GCD的執(zhí)行原理：http://www.itdecent.cn/p/5840523fb3ea

最后編輯于 ：
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