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GCD是iOS開發(fā)中常用的多線程工具，它是一套低層級(jí)的C API，通
過 GCD，開發(fā)者只需要向隊(duì)列中添加一段代碼塊(block或C函數(shù)指針)，而不需要直接和線程打交道。GCD也可以說是面向隊(duì)列編程，將我們希望添加的同步、異步任務(wù)放到不同的隊(duì)列中去執(zhí)行。

本文目錄

1、常見概念解析
2、同步異步函數(shù)使用方法探究
3、死鎖發(fā)生的場(chǎng)景
4、常用API總結(jié)

一、常見概念解析

GCD的使用必定繞不開多線程，先來說一說多線程中的一些概念，可以幫助童鞋們更好的理解后面的內(nèi)容，新手也可以借此掃盲

Dispatch Queue：執(zhí)行處理的等待隊(duì)列，開發(fā)者將block添加到隊(duì)列當(dāng)中，不需要關(guān)心線程的創(chuàng)建等過程（任務(wù)添加基于FIFO原則）。隊(duì)列分為兩種，一種是Serial Dispatch Queue（串行隊(duì)列）,另一種是Concurrent Dispatch Queue（并發(fā)隊(duì)列）。
Serial Dispatch Queue：一次只能執(zhí)行一個(gè)任務(wù)，后面的任務(wù)必須等待當(dāng)前任務(wù)執(zhí)行完畢才能開始執(zhí)行
Concurrent Dispatch Queue：一次可以執(zhí)行多個(gè)任務(wù)，后面的任務(wù)不需要等待當(dāng)前的任務(wù)執(zhí)行完畢
同步：同步任務(wù)創(chuàng)建后必須立即執(zhí)行，并且堵塞當(dāng)前線程，當(dāng)該任務(wù)返回后線程繼續(xù)處理后面的任務(wù)
異步：異步任務(wù)創(chuàng)建后立即返回，不會(huì)堵塞線程，后面的任務(wù)不必等待該任務(wù)返回，一般會(huì)新創(chuàng)建一個(gè)線程來處理這個(gè)任務(wù)

二、同步異步函數(shù)使用方法探究

只通過我的敘述可能還是有些迷惑，我們通過代碼來幫助理解概念
1、同步任務(wù)+串行隊(duì)列

- (void)syncSerial{
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(projectId, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任務(wù)一---當(dāng)前線程%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任務(wù)二---當(dāng)前線程%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任務(wù)三---當(dāng)前線程%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任務(wù)四---當(dāng)前線程%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
}

第一種情況的打印結(jié)果

結(jié)論：同步函數(shù)+串行隊(duì)列，不創(chuàng)建新線程，順序執(zhí)行

2、同步函數(shù)+并發(fā)隊(duì)列

- (void)syncConcurrent{
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(projectId, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任務(wù)一---當(dāng)前線程%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任務(wù)二---當(dāng)前線程%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任務(wù)三---當(dāng)前線程%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任務(wù)四---當(dāng)前線程%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
}

第二種情況的打印結(jié)果.png

結(jié)論：同步函數(shù)+并發(fā)隊(duì)列不開啟新線程，順序執(zhí)行

3、異步函數(shù)+串行隊(duì)列

- (void)asyncSerial{
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(projectId, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任務(wù)一---當(dāng)前線程%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任務(wù)二---當(dāng)前線程%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任務(wù)三---當(dāng)前線程%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任務(wù)四---當(dāng)前線程%@",[NSThread currentThread]);
    });
}

第三種情況的打印結(jié)果.png

結(jié)論：異步函數(shù)+串行隊(duì)列開啟新線程，順序執(zhí)行任務(wù)
4、異步函數(shù)+并發(fā)隊(duì)列

- (void)asyncConcurren{
    
    NSLog(@"開始任務(wù)");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(projectId, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任務(wù)一---當(dāng)前線程%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任務(wù)二---當(dāng)前線程%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任務(wù)三---當(dāng)前線程%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任務(wù)四---當(dāng)前線程%@",[NSThread currentThread]);
    });
}

第四種情況的打印結(jié)果.png

結(jié)論：異步函數(shù)+并發(fā)隊(duì)列創(chuàng)建新線程，并發(fā)執(zhí)行任務(wù)

通過以上實(shí)驗(yàn)可以看出，對(duì)于串行隊(duì)列，任務(wù)都是順序執(zhí)行的，只不過異步任務(wù)會(huì)新創(chuàng)建一個(gè)線程，同步任務(wù)在當(dāng)前線程，但是多個(gè)異步任務(wù)都在同一個(gè)新創(chuàng)建的線程中。
對(duì)于并發(fā)隊(duì)列，同步任務(wù)不會(huì)創(chuàng)建新的線程，順序執(zhí)行，異步任務(wù)會(huì)創(chuàng)建多個(gè)子線程，而且是并行執(zhí)行的。
在這里解釋一下并發(fā)和并行的區(qū)別，并發(fā)是指在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)可以處理多個(gè)任務(wù)，但這些任務(wù)如果以微觀視角來看還是順序執(zhí)行的，只不過CPU的處理速度極快，我們感覺不出來。而并行是真正的同時(shí)處理多個(gè)任務(wù)，可以想象是多條公路上同時(shí)有汽車在跑。
對(duì)于并發(fā)隊(duì)列，雖然可以同時(shí)處理多個(gè)任務(wù)，但還是遵循FIFO原則的。如果最多只能創(chuàng)建四個(gè)子線程，分別正在執(zhí)行四個(gè)任務(wù)，這時(shí)有第五個(gè)任務(wù)加入了隊(duì)列，它由最先處理完任務(wù)的線程來處理，否則就得等待。也就是說從單個(gè)線程的處理過程看是串行的，也是FIFO的。同理多個(gè)串行隊(duì)列同時(shí)執(zhí)行任務(wù)也可以認(rèn)為是并行的。

另外常用的API還有柵欄函數(shù)，它的功能用一句話總結(jié)：保證它之前的任務(wù)先于它執(zhí)行，它后面的任務(wù)后于它執(zhí)行，文藝點(diǎn)說是起到承上啟下的作用。

- (void)asyncBarrier{
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.example", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"讀取任務(wù)1");
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"讀取任務(wù)2");
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"讀取任務(wù)3");
    });
    
    dispatch_barrier_async(queue, ^{
        NSLog(@"寫入");
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"讀取任務(wù)4");
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"讀取任務(wù)5");
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"讀取任務(wù)6");
    });
    
}

柵欄函數(shù)的使用.png

通過執(zhí)行結(jié)果可以看到，讀取任務(wù)1、2、3的執(zhí)行順序不固定，但一定優(yōu)于dispatch_barrier_async中的任務(wù)執(zhí)行，讀取任務(wù)4、5、6的執(zhí)行順序不固定，但一定遲于dispatch_barrier_async中的任務(wù)執(zhí)行。就像柵欄一樣將這些任務(wù)分割開。
dispatch_barrier_(a)sync使用時(shí)需要注意，它只對(duì)我們自己創(chuàng)建的隊(duì)列有作用，對(duì)于系統(tǒng)的隊(duì)列（主隊(duì)列、全局隊(duì)列）和dispatch_(a)sync功能相同。

三、死鎖發(fā)生的場(chǎng)景

造成死鎖的四個(gè)必要條件：
互斥：至少有一個(gè)資源必須處于非共享模式，即一次只有一個(gè)進(jìn)程可使用。如果另一進(jìn)程申請(qǐng)?jiān)撡Y源，那么申請(qǐng)進(jìn)程應(yīng)等到該資源釋放為止。
占有并等待：—個(gè)進(jìn)程應(yīng)占有至少一個(gè)資源，并等待另一個(gè)資源，而該資源為其他進(jìn)程所占有。
非搶占：資源不能被搶占，即資源只能被進(jìn)程在完成任務(wù)后自愿釋放。
循環(huán)等待：有一組等待進(jìn)程 {P0，P1，…，Pn}，P0 等待的資源為 P1 占有，P1 等待的資源為 P2 占有，……，Pn-1 等待的資源為 Pn 占有，Pn 等待的資源為 P0 占有。
在iOS開發(fā)中發(fā)生死鎖，一般情況下資源是不可搶占的，而且既然造成了死鎖那我們分析的重點(diǎn)在于是如何發(fā)生相互等待的。

在viewDidLoad方法中添加如下代碼，這是在主隊(duì)列中添加同步任務(wù)造成的死鎖

主線程死鎖.png

原因就在于viewDidLoad方法的代碼塊中是一個(gè)任務(wù)（調(diào)用時(shí)需要等待返回所以是同步任務(wù)，只是個(gè)人理解），是系統(tǒng)添加到主隊(duì)列中的，而在該任務(wù)又將圖中的一個(gè)block（可以看做另一個(gè)任務(wù)）添加到了主隊(duì)列中，而且是個(gè)同步任務(wù)，該任務(wù)默認(rèn)添加到隊(duì)列尾部。根據(jù)之前的概念分析，主隊(duì)列是一個(gè)特殊的串行隊(duì)列，而且只包含主線程，因此一次只能處理一個(gè)任務(wù)，后面的任務(wù)必須等待當(dāng)前任務(wù)執(zhí)行完畢才可以執(zhí)行。block中的任務(wù)等待viewDidLoad中的任務(wù)執(zhí)行，而viewDidLoad任務(wù)以同步方式添加了block中的任務(wù)，需要等待同步任務(wù)返回才能繼續(xù)執(zhí)行，造成了循環(huán)等待。
如果你還是不明白，請(qǐng)看下面的例子

    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.demo.serialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    NSLog(@"1"); // 任務(wù)1
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"2----當(dāng)前線程%@",[NSThread currentThread]); // 任務(wù)2
        //在當(dāng)前block這個(gè)任務(wù)里面創(chuàng)建同步任務(wù)，是希望等待該任務(wù)返回后再執(zhí)行后面的內(nèi)容，即便后面沒有代碼執(zhí)行，但是剛添加的任務(wù)在隊(duì)列尾部，等待隊(duì)列中靠前的任務(wù)執(zhí)行。
        dispatch_sync(queue, ^{
            NSLog(@"3----當(dāng)前線程%@",[NSThread currentThread]); // 任務(wù)3
        });
        NSLog(@"4----當(dāng)前線程%@--%d",[NSThread currentThread],count);  // 任務(wù)4
    });
    NSLog(@"5"); // 任務(wù)5

上面這段代碼乍一看沒什么問題，但是一運(yùn)行就會(huì)報(bào)錯(cuò)，不信的小伙伴可以試一試

同步任務(wù)添加不當(dāng)

同步任務(wù)添加不當(dāng)打印情況.png

我們來仔細(xì)分析一下上面這段代碼這些任務(wù)的執(zhí)行順序，這樣就可以找到到底是哪個(gè)地方在循環(huán)等待
首先在主線程中創(chuàng)建了一個(gè)串行隊(duì)列，然后執(zhí)行任務(wù)一，將異步任務(wù)添加到串行隊(duì)列中馬上返回（因?yàn)槭钱惒剿韵到y(tǒng)會(huì)幫我們創(chuàng)建一個(gè)子線程來執(zhí)行block里面的任務(wù)），執(zhí)行任務(wù)五，異步任務(wù)在新的子線程中執(zhí)行任務(wù)二，因此任務(wù)五和任務(wù)二的執(zhí)行順序不確定。后面就沒有主隊(duì)列的什么事了，我們創(chuàng)建的串行隊(duì)列中是執(zhí)行的子線程任務(wù)，不會(huì)牽扯到主線程。
任務(wù)二執(zhí)行完畢后，將同步任務(wù)添加到串行隊(duì)列，默認(rèn)添加到隊(duì)列尾部，但是在這里為什么不會(huì)執(zhí)行任務(wù)三而是發(fā)生死鎖呢。這說明任務(wù)三在等待它之前的任務(wù)執(zhí)行，但恰好被等待的任務(wù)同步添加了任務(wù)三又在等待任務(wù)三執(zhí)行并返回，所以造成了死鎖（劃重點(diǎn)，判斷死鎖的思路）。所以我們要找到是哪個(gè)任務(wù)在任務(wù)三前面并且同步添加了任務(wù)三。
其實(shí)這里需要仔細(xì)區(qū)分一下任務(wù)這個(gè)概念，GCD在添加任務(wù)時(shí)是以block為單位的，也就是說一個(gè)block內(nèi)的代碼塊就是一個(gè)任務(wù)（即使代碼塊為空也是一個(gè)任務(wù)，大家可以想一想為什么viewDidLoad里面只有同步往主隊(duì)列添加任務(wù)的代碼也會(huì)造成死鎖了），而我們通常打印的這些任務(wù)一、任務(wù)二這些是block內(nèi)的子任務(wù)，也可以說是對(duì)block內(nèi)任務(wù)的一個(gè)劃分，只是為了方便描述?；氐轿覀兊拇a，在串行隊(duì)列中異步添加的block就是一個(gè)任務(wù)，當(dāng)在處理這個(gè)任務(wù)的時(shí)候，它又申請(qǐng)?zhí)砑恿送饺蝿?wù)任務(wù)三，需要等待任務(wù)三的返回，但是任務(wù)三在隊(duì)尾，等待block任務(wù)執(zhí)行，所以造成了循環(huán)等待。
到此為止就給大家分析完了，當(dāng)然造成死鎖還會(huì)有其他情況，不過我暫時(shí)沒有遇到，我認(rèn)為只要分析透徹幾種典型情況并掌握方法，在以后遇到問題時(shí)就不會(huì)手足無措了。
后面是一些常用的API，喜歡的童鞋可以拿走。

四、常用API總結(jié)

/*
 * Main Dispatch Queue 的獲取方法
 */
dispatch_queue_t mainDispatchQueue = dispatch_get_main_queue();

/*
 * Global Dispatch Queue （高優(yōu)先級(jí)）的獲取方法
 */
dispatch_queue_t globalDispatchQueueHigh = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0);

/*
 * Global Dispatch Queue （默認(rèn)優(yōu)先級(jí)）的獲取方法
 */
dispatch_queue_t globalDispatchQueueDefault = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

/*
 * Global Dispatch Queue （低優(yōu)先級(jí)）的獲取方法
 */
dispatch_queue_t globalDispatchQueueLow = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW, 0);

/*
 * Global Dispatch Queue （后臺(tái)優(yōu)先級(jí)）的獲取方法
 */
dispatch_queue_t globalDispatchQueueBackground = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND, 0);


dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_async(globalQueue, ^{
    // 一個(gè)異步的任務(wù)，例如網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，耗時(shí)的文件操作等等
    ...
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        // UI刷新
        ...
    });
});

static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
    // 只執(zhí)行一次的任務(wù),例如創(chuàng)建單例
    ...
});

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, ^{
    // 異步任務(wù)1
});

dispatch_group_async(group, queue, ^{
    // 異步任務(wù)2
});

// 等待group中多個(gè)異步任務(wù)執(zhí)行完畢，做一些事情
dispatch_group_notify(group, mainQueue, ^{
    // 任務(wù)完成后，在主隊(duì)列中做一些操作，相當(dāng)于做完所有事情后總結(jié)，總是在最后執(zhí)行，和這段代碼的添加順序無關(guān)
    ...
});

參考文章
GCD容易讓人迷惑的幾個(gè)小問題
 iOS GCD全析（一）(這一系列的文件簡(jiǎn)直就是我的掃盲篇，大贊作者大大，希望可以幫到像我這樣的小白)

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GCD常用API探究總結(jié)及死鎖發(fā)生場(chǎng)景探究

GCD常用API探究總結(jié)及死鎖發(fā)生場(chǎng)景探究

本文目錄

一、常見概念解析

二、同步異步函數(shù)使用方法探究

三、死鎖發(fā)生的場(chǎng)景

四、常用API總結(jié)

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GCD常用API探究總結(jié)及死鎖發(fā)生場(chǎng)景探究

本文目錄

一、常見概念解析

二、同步異步函數(shù)使用方法探究

三、死鎖發(fā)生的場(chǎng)景

四、常用API總結(jié)

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二、同步異步函數(shù)使用方法探究

三、死鎖發(fā)生的場(chǎng)景

四、常用API總結(jié)