菜鳥不要怕，看一眼，你就會(huì)用GCD，帶你裝逼帶你飛

原文鏈接:蘋果核

相信讀者已經(jīng)看過很多大神們對(duì)GCD深入淺出的分析，這也是老生常談的一個(gè)多線程的實(shí)現(xiàn)方式了，所以我也就不再啰嗦其理論。但是到底有多少方法是我們?nèi)粘＞幊讨谐Ｓ玫?？又有多少是你不知道的？今天，我就來例舉一些GCD的方法，絕對(duì)讓你看一眼就會(huì)正確得使用。

與其說CGD是線程管理，不如說是隊(duì)列管理，那么我們先來介紹一下GCD中常用的隊(duì)列：

Serial Diapatch Queue 串行隊(duì)列

當(dāng)任務(wù)相互依賴，具有明顯的先后順序的時(shí)候，使用串行隊(duì)列是一個(gè)不錯(cuò)的選擇
創(chuàng)建一個(gè)串行隊(duì)列：

dispatch_queue_t serialDiapatchQueue=dispatch_queue_create("com.test.queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

第一個(gè)參數(shù)為隊(duì)列名，第二個(gè)參數(shù)為隊(duì)列類型，當(dāng)然，第二個(gè)參數(shù)人如果寫NULL，創(chuàng)建出來的也是一個(gè)串行隊(duì)列。然后我們?cè)诋惒骄€程來執(zhí)行這個(gè)隊(duì)列：

dispatch_async(serialDiapatchQueue, ^{  
    NSLog(@"1");  
});  
    
dispatch_async(serialDiapatchQueue, ^{  
    sleep(2);  
    NSLog(@"2");  
});  
    
dispatch_async(serialDiapatchQueue, ^{  
    sleep(1);  
    NSLog(@"3");  
});

為了能更好的理解，我給每個(gè)異步線程都添加了一個(gè)log，看一下日志平臺(tái)的log：

2016-03-07 10:17:13.907 GCD[2195:61497] 1
2016-03-07 10:17:15.911 GCD[2195:61497] 2
2016-03-07 10:17:16.912 GCD[2195:61497] 3

沒錯(cuò)，他在61497這個(gè)編號(hào)的線程中做了串行輸出，相互彼此依賴，串行執(zhí)行

Concurrent Diapatch Queue 并發(fā)隊(duì)列

與串行隊(duì)列剛好相反，他不會(huì)存在任務(wù)間的相互依賴。

創(chuàng)建一個(gè)并發(fā)隊(duì)列：

dispatch_queue_t concurrentDiapatchQueue=dispatch_queue_create("com.test.queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

比較2個(gè)隊(duì)列的創(chuàng)建，我們發(fā)現(xiàn)只有第二個(gè)參數(shù)從DISPATCH_QUEUE_SERIAL變成了對(duì)應(yīng)的DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT，其他完全一樣。

用同一段代碼，換一種隊(duì)列我們來比較一下效果：

dispatch_async(concurrentDiapatchQueue, ^{
    NSLog(@"1");
});
dispatch_async(concurrentDiapatchQueue, ^{
    sleep(2);
    NSLog(@"2");
});
dispatch_async(concurrentDiapatchQueue, ^{
    sleep(1);
    NSLog(@"3");
});

輸出的log：

2016-03-07 10:42:38.289 GCD[2260:72557] 1
2016-03-07 10:42:39.291 GCD[2260:72559] 3
2016-03-07 10:42:40.293 GCD[2260:72556] 2

我們發(fā)現(xiàn)，log的輸出在3個(gè)不同編號(hào)的線程中進(jìn)行，而且相互不依賴，不阻塞。

Global Queue & Main Queue

這是系統(tǒng)為我們準(zhǔn)備的2個(gè)隊(duì)列：

  • Global Queue其實(shí)就是系統(tǒng)創(chuàng)建的Concurrent Diapatch Queue
  • Main Queue 其實(shí)就是系統(tǒng)創(chuàng)建的位于主線程的Serial Diapatch Queue

通常情況我們會(huì)把這2個(gè)隊(duì)列放在一起使用，也是我們最常用的開異步線程-執(zhí)行異步任務(wù)-回主線程的一種方式：

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    NSLog(@"異步線程");
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"異步主線程");
    });
});

通過上面的代碼我們發(fā)現(xiàn)了2個(gè)有意思的點(diǎn)：

  • dispatch_get_global_queue存在優(yōu)先級(jí)，沒錯(cuò)，他一共有4個(gè)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

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND, 0), ^{
    NSLog(@"4");
});
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW, 0), ^{
    NSLog(@"3");
});
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    NSLog(@"2");
});
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
    NSLog(@"1");
});

在指定優(yōu)先級(jí)之后，同一個(gè)隊(duì)列會(huì)按照這個(gè)優(yōu)先級(jí)執(zhí)行，打印的順序?yàn)?、2、3、4，當(dāng)然這不是串行隊(duì)列，所以不存在絕對(duì)回調(diào)先后。

  • 異步主線程

    • 在日常工作中，除了在其他線程返回主線程的時(shí)候需要用這個(gè)方法，還有一些時(shí)候我們?cè)谥骶€程中直接調(diào)用異步主線程，這是利用dispatch_async的特性：block中的任務(wù)會(huì)放在主線程本次runloop之后返回。這樣，有些存在先后順序的問題就可以得到解決了。

說完了隊(duì)列，我們?cè)僬f說GCD提供的一些操作隊(duì)列的方法

dispatch_set_target_queue

剛剛我們說了系統(tǒng)的Global Queue是可以指定優(yōu)先級(jí)的，那我們?nèi)绾谓o自己創(chuàng)建的隊(duì)列執(zhí)行優(yōu)先級(jí)呢？這里我們就可以用到dispatch_set_target_queue這個(gè)方法：

dispatch_queue_t serialDiapatchQueue=dispatch_queue_create("com.test.queue", NULL);
dispatch_queue_t dispatchgetglobalqueue=dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW, 0);
dispatch_set_target_queue(serialDiapatchQueue, dispatchgetglobalqueue);
dispatch_async(serialDiapatchQueue, ^{
    NSLog(@"我優(yōu)先級(jí)低，先讓讓");
});
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    NSLog(@"我優(yōu)先級(jí)高,我先block");
});

我把自己創(chuàng)建的隊(duì)列塞到了系統(tǒng)提供的global_queue隊(duì)列中，我們可以理解為：我們自己創(chuàng)建的queue其實(shí)是位于global_queue中執(zhí)行,所以改變global_queue的優(yōu)先級(jí)，也就改變了我們自己所創(chuàng)建的queue的優(yōu)先級(jí)。所以我們常用這種方式來管理子隊(duì)列。

dispatch_after

這個(gè)是最常用的，用來延遲執(zhí)行的GCD方法，因?yàn)樵谥骶€程中我們不能用sleep來延遲方法的調(diào)用，所以用它是最合適的，我們做一個(gè)簡單的例子：

NSLog(@"小破孩-波波1");
double delayInSeconds = 2.0;
dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(delayInSeconds * NSEC_PER_SEC));
dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^(void){
    NSLog(@"小破孩-波波2");
});

輸出的結(jié)果：

2016-03-07 11:25:06.019 GCD[2443:95722] 小破孩-波波1
2016-03-07 11:25:08.019 GCD[2443:95722] 小破孩-波波2

我們看到他就是在主線程，就是剛好延遲了2秒，當(dāng)然，我說這個(gè)2秒并不是絕對(duì)的，為什么這么說？還記得我之前在介紹dispatch_async這個(gè)特性的時(shí)候提到的嗎？他的block中方法的執(zhí)行會(huì)放在主線程runloop之后，所以，如果此時(shí)runloop周期較長的時(shí)候，可能會(huì)有一些時(shí)差產(chǎn)生。

dispatch_group

當(dāng)我們需要監(jiān)聽一個(gè)并發(fā)隊(duì)列中，所有任務(wù)都完成了，就可以用到這個(gè)group，因?yàn)椴l(fā)隊(duì)列你并不知道哪一個(gè)是最后執(zhí)行的，所以以單獨(dú)一個(gè)任務(wù)是無法監(jiān)聽到這個(gè)點(diǎn)的，如果把這些單任務(wù)都放到同一個(gè)group，那么，我們就能通過dispatch_group_notify方法知道什么時(shí)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);
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");});

在例子中，我把3個(gè)log分別放在并發(fā)隊(duì)列中，通過把這個(gè)并發(fā)隊(duì)列任務(wù)統(tǒng)一加入group中，group每次runloop的時(shí)候都會(huì)調(diào)用一個(gè)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，如果已經(jīng)完成了，那么會(huì)執(zhí)行dispatch_group_notify的block，輸出'down'看一下運(yùn)行結(jié)果：

2016-03-07 14:21:58.647 GCD[9424:156388] 2
2016-03-07 14:21:58.647 GCD[9424:156382] 0
2016-03-07 14:21:58.647 GCD[9424:156385] 1
2016-03-07 14:21:58.650 GCD[9424:156324] down

dispatch_barrier_async

此方法的作用是在并發(fā)隊(duì)列中，完成在它之前提交到隊(duì)列中的任務(wù)后打斷，單獨(dú)執(zhí)行其block，并在執(zhí)行完成之后才能繼續(xù)執(zhí)行在他之后提交到隊(duì)列中的任務(wù)：

dispatch_queue_t concurrentDiapatchQueue=dispatch_queue_create("com.test.queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(concurrentDiapatchQueue, ^{NSLog(@"0");});
dispatch_async(concurrentDiapatchQueue, ^{NSLog(@"1");});
dispatch_async(concurrentDiapatchQueue, ^{NSLog(@"2");});
dispatch_async(concurrentDiapatchQueue, ^{NSLog(@"3");});
dispatch_barrier_async(concurrentDiapatchQueue, ^{sleep(1); NSLog(@"4");});
dispatch_async(concurrentDiapatchQueue, ^{NSLog(@"5");});
dispatch_async(concurrentDiapatchQueue, ^{NSLog(@"6");});
dispatch_async(concurrentDiapatchQueue, ^{NSLog(@"7");});
dispatch_async(concurrentDiapatchQueue, ^{NSLog(@"8");});

輸出的結(jié)果為：

2016-03-07 14:45:32.410 GCD[10079:169655] 1
2016-03-07 14:45:32.410 GCD[10079:169658] 2
2016-03-07 14:45:32.410 GCD[10079:169656] 0
2016-03-07 14:45:32.410 GCD[10079:169661] 3
2016-03-07 14:45:33.414 GCD[10079:169661] 4
2016-03-07 14:45:33.415 GCD[10079:169661] 5
2016-03-07 14:45:33.415 GCD[10079:169658] 6
2016-03-07 14:45:33.415 GCD[10079:169655] 8
2016-03-07 14:45:33.415 GCD[10079:169662] 7

4之后的任務(wù)在我線程sleep之后才執(zhí)行，這其實(shí)就起到了一個(gè)線程鎖的作用，在多個(gè)線程同時(shí)操作一個(gè)對(duì)象的時(shí)候，讀可以放在并發(fā)進(jìn)行，當(dāng)寫的時(shí)候，我們就可以用dispatch_barrier_async方法，效果杠杠的。

dispatch_sync

  • dispatch_sync 會(huì)在當(dāng)前線程執(zhí)行隊(duì)列，并且阻塞當(dāng)前線程中之后運(yùn)行的代碼，所以，同步線程非常有可能導(dǎo)致死鎖現(xiàn)象，我們這邊就舉一個(gè)死鎖的例子，直接在主線程調(diào)用以下代碼：
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
    NSLog(@"有沒有同步主線程?");
});

根據(jù)FIFO（先進(jìn)先出）的原則，block里面的代碼應(yīng)該在主線程此次runloop后執(zhí)行，但是猶豫他是同步隊(duì)列，所有他之后的代碼會(huì)等待其執(zhí)行完成后才能繼續(xù)執(zhí)行，2者相互等待，所以就出現(xiàn)了死鎖。

我們?cè)倥e一個(gè)比較特殊的例子：

dispatch_queue_t queue=dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_sync(queue, ^{sleep(1);NSLog(@"1");});
dispatch_sync(queue, ^{sleep(1);NSLog(@"2");});
dispatch_sync(queue, ^{sleep(1);NSLog(@"3");});
NSLog(@"4");

其打印結(jié)果為：

2016-03-07 17:15:48.124 GCD[14198:272683] 1
2016-03-07 17:15:49.125 GCD[14198:272683] 2
2016-03-07 17:15:50.126 GCD[14198:272683] 3
2016-03-07 17:15:50.126 GCD[14198:272683] 4

從線程編號(hào)中我們發(fā)現(xiàn)，同步方法沒有去開新的線程，而是在當(dāng)前線程中執(zhí)行隊(duì)列，會(huì)有人問，上文說dispatch_get_global_queue不是并發(fā)隊(duì)列，并發(fā)隊(duì)列不是應(yīng)該會(huì)在開啟多個(gè)線程嗎？這個(gè)前提是用異步方法。GCD其實(shí)是弱化了線程的管理，強(qiáng)化了隊(duì)列管理，這使我們理解變得比較形象。

dispatch_apply

這個(gè)方法用于無序查找，在一個(gè)數(shù)組中，我們能開啟多個(gè)線程來查找所需要的值，我這邊也舉個(gè)例子：

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_apply([array count], queue, ^(size_t index) {
    NSLog(@"%zu=%@",index,[array objectAtIndex:index]);
});
NSLog(@"阻塞");

輸出結(jié)果：

2016-03-07 17:36:50.726 GCD[14318:291701] 1=1
2016-03-07 17:36:50.726 GCD[14318:291705] 0=0
2016-03-07 17:36:50.726 GCD[14318:291783] 3=3
2016-03-07 17:36:50.726 GCD[14318:291782] 2=2
2016-03-07 17:36:50.726 GCD[14318:291784] 5=5
2016-03-07 17:36:50.726 GCD[14318:291627] 4=4
2016-03-07 17:36:50.726 GCD[14318:291785] 6=6
2016-03-07 17:36:50.727 GCD[14318:291627] 阻塞

通過輸出log，我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)方法雖然會(huì)開啟多個(gè)線程來遍歷這個(gè)數(shù)組，但是在遍歷完成之前會(huì)阻塞主線程。

dispatch_suspend & dispatch_resume

隊(duì)列掛起和恢復(fù)，這個(gè)沒什么好說的，直接上代碼：

dispatch_queue_t concurrentDiapatchQueue=dispatch_queue_create("com.test.queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(concurrentDiapatchQueue, ^{
    for (int i=0; i<100; i++)
    {
        NSLog(@"%i",i);
        if (i==50)
        {
            NSLog(@"-----------------------------------");
            dispatch_suspend(concurrentDiapatchQueue);
            sleep(3);
            dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
                dispatch_resume(concurrentDiapatchQueue);
            });
        }
    }
});

我們甚至可以在不同的線程對(duì)這個(gè)隊(duì)列進(jìn)行掛起和恢復(fù)，因?yàn)镚CD是對(duì)隊(duì)列的管理。

Semaphore

我們可以通過設(shè)置信號(hào)量的大小，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，一個(gè)CPU永遠(yuǎn)只能干一件事情，那如何同時(shí)處理多個(gè)事件呢，聰明的內(nèi)核工程師讓CPU干第一件事情，一定時(shí)間后停下來，存取進(jìn)度，干第二件事情以此類推，所以如果開啟非常多的線程，單核CPU會(huì)變得非常吃力，即使多核CPU，核心數(shù)也是有限的，所以合理分配線程，變得至關(guān)重要，那么如何發(fā)揮多核CPU的性能呢？如果讓一個(gè)核心模擬傳很多線程，經(jīng)常干一半放下干另一件事情，那效率也會(huì)變低，所以我們要合理安排，將單一任務(wù)或者一組相關(guān)任務(wù)并發(fā)至全局隊(duì)列中運(yùn)算或者將多個(gè)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(duì)列中運(yùn)算，所以用好信號(hào)量，合理分配CPU資源，程序也能得到優(yōu)化，當(dāng)日常使用中，信號(hào)量也許我們只起到了一個(gè)計(jì)數(shù)的作用，真的有點(diǎn)大材小用。

dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(10);//為了讓一次輸出10個(gè)，初始信號(hào)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(jìn)來1次，信號(hào)量-1;進(jìn)來10次后就一直hold住，直到信號(hào)量大于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?？?，我就模擬2秒后信號(hào)量+1;
    });
}

dispatch_once

這個(gè)函數(shù)一般是用來做一個(gè)真的單例，也是非常常用的，在這里就舉一個(gè)單例的例子吧：

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

return instance;

好了，blog說了這么多關(guān)于GCD中的方法，大家是不是覺得這篇blog并沒有什么高深的理論，本文更傾向于實(shí)用，看完這篇blog之后，大家一定對(duì)GCD躍躍欲試了吧！

參考文獻(xiàn)：《Objective-C高級(jí)編程 iOS與OS X多線程》

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