GCD并發(fā)async & sync

GCD并發(fā)async & sync

很多程序都有一個主線程,對于iOS/MacOS開發(fā)來說，這個線程就是UI線程，在這個線程上會做一些用戶交互/渲染相關(guān)的事情。把過多的任務(wù)放在主線程，會導(dǎo)致主線程卡頓，進(jìn)而用戶看到的就是App響應(yīng)慢，列表滾動的時候掉幀。把任務(wù)分散到多個線程執(zhí)行有很多種技術(shù)，在iOS/MacOS App開發(fā)中，最簡單直觀的就是GCD（Grand Central Dispatch)，GCD是一個底層的C API。

對于使用GCD的開發(fā)者來說是沒有線程的概念的，只有派發(fā)隊(duì)列dispatch queue。任務(wù)都是以block的方式提交到對列上，然后GCD會自動的根據(jù)CPU的使用情況，創(chuàng)建線程池來執(zhí)行任務(wù)，并且自動的運(yùn)行到多核上；開發(fā)者沒法參與queue的管理，隊(duì)列采用FIFO模式（先進(jìn)先出），意味著先加入的會被先執(zhí)行，隊(duì)列有兩種：
<ol><li>串行隊(duì)列（serial queues）：不管調(diào)用的是async還是sync，任務(wù)都是做完一個才到下一個，順序執(zhí)行。
<li>并發(fā)隊(duì)列（concurrent queues）：任務(wù)是并發(fā)一起執(zhí)行。
<li>async：提交一段任務(wù)到隊(duì)列，立刻返回，不會阻塞當(dāng)前線程。
<li>sync：提交一段任務(wù)到隊(duì)列，會阻塞當(dāng)前線程，直到任務(wù)結(jié)束后，當(dāng)前線程才可以繼續(xù)執(zhí)行。

</ol>
系統(tǒng)缺省默認(rèn)會為每個應(yīng)用提供5個隊(duì)列：1個串行主隊(duì)列和4個并發(fā)全局隊(duì)列。

<li> Main Dispatch Queue（主隊(duì)列）：對應(yīng)主線程，是全局可用的串行隊(duì)列，在應(yīng)用的主線程中執(zhí)行任務(wù)，這個隊(duì)列一般被用來更新 App 的 UI。

<li>除主隊(duì)列之外系統(tǒng)默認(rèn)還提供4個并發(fā)隊(duì)列Global Dispatch Queue(全局隊(duì)列)。這些隊(duì)列對整個應(yīng)用來說是全局可用的，彼此只有優(yōu)先級高低的區(qū)別。要使用其中一個全局并發(fā)隊(duì)列的話，你得使用dispatch_get_global_queue函數(shù)獲得一個你想要的隊(duì)列的引用，該函數(shù)的第一個參數(shù)取如下值：下面的這些優(yōu)先級在Swift3.0中已經(jīng)被廢棄，已經(jīng)用QOS來代替

DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND

這些隊(duì)列類型代表著執(zhí)行優(yōu)先級。帶有 HIGH 的隊(duì)列有最高優(yōu)先級，BACKGROUND 則是最低的優(yōu)先級。這樣你就能基于任務(wù)的優(yōu)先級來決定要用哪一個隊(duì)列。還要注意這些隊(duì)列也被 Apple 的 API 所使用，所以這些隊(duì)列中并不只有你自己的任務(wù)。

最后，除了這5個系統(tǒng)默認(rèn)提供的隊(duì)列，你也可以自己創(chuàng)建任何數(shù)量的串行或并發(fā)隊(duì)列。使用并發(fā)隊(duì)列的情況下，即使你可以自己創(chuàng)建，我還是強(qiáng)烈建議你使用上面那四個全局隊(duì)列。

QOS

在使用GCD和DispatchQueues的時候我們經(jīng)常需要告知操作系統(tǒng),App里的哪些任務(wù)比其他任務(wù)更重要，哪些優(yōu)先級更高。確定任務(wù)重要和優(yōu)先級的屬性被稱為GCD服務(wù)等級(GCD QoS)。QoS是個枚舉類型，在初始隊(duì)列時，可以提供合適的QoS參數(shù)來得到相應(yīng)的權(quán)限，如果沒有指定QoS，那么初始方法會使用隊(duì)列提供的默認(rèn)QoS值default。 系統(tǒng)提供了5個優(yōu)先級，從上到下優(yōu)先級依次降低：
<li>userInteractive: 和用戶交互相關(guān)，比如動畫等等優(yōu)先級最高。 比如用戶連續(xù)拖拽的計(jì)算
<li>userInitiated: 需要立刻的結(jié)果， 比如push一個ViewController之前的數(shù)據(jù)計(jì)算
<li>default: 獲取全局隊(duì)列Global Dispatch Queue時，如果不明確指定優(yōu)先級，返回的就是這個優(yōu)先級的全局隊(duì)列。
<li>utility: 可以執(zhí)行很長時間，再通知用戶結(jié)果。 比如下載一個文件，給用戶下載進(jìn)度 。
<li>background: 用戶不可見，比 如在后臺存儲大量數(shù)據(jù)

Swift3.0獲取主隊(duì)列、全局隊(duì)列

let mainQueue = DispatchQueue.main  // 獲取主隊(duì)列，主線程。
let globalQueue = DispatchQueue.global() //獲取全局隊(duì)列，默認(rèn)是default優(yōu)先級
let globalQueueWithQos = DispatchQueue.global(qos: .userInitiated)

Swfit3.0創(chuàng)建串行、并發(fā)隊(duì)列

let serialQueue = DispatchQueue(label: "com.leo.serialQueue") //默認(rèn)創(chuàng)建的是串行隊(duì)列
let concurrentQueue = DispatchQueue(label: "com.leo.concurrentQueue",
                            attributes:.concurrent)  //明確指明需要創(chuàng)建并發(fā)隊(duì)列。

串行隊(duì)列的async

如果代碼運(yùn)行在Playground里，記得在頂部加上這兩行。
<pre>
import PlaygroundSupport
PlaygroundPage.current.needsIndefiniteExecution = true
</pre>

public func readDataTask(label:String){
    print("Start task %@", label)
    sleep(3)
    print("  End task %@", label)
}

let serialQueue = DispatchQueue(label: "com.leo.serialQueue")

print("Main queue Start")
serialQueue.async { readDataTask(label: "1")    }  //async立刻返回
serialQueue.async { readDataTask(label: "2")    }  //async立刻返回
print("Main queue End")

--- output
Main queue Start
Main queue End
2017-03-31 11:59:38.386 MyPlayground[15660:3218113] Start task 1
2017-03-31 11:59:40.397 MyPlayground[15660:3218113] End task 1
2017-03-31 11:59:40.398 MyPlayground[15660:3218113] Start task 2
2017-03-31 11:59:42.399 MyPlayground[15660:3218113] End task 2

<li>async提交一段任務(wù)到隊(duì)列，立刻返回， 當(dāng)前線程不會被async阻塞。所以Main queue End馬上就打印出來了。
<li> 由于是串行隊(duì)列，所以即使調(diào)用的是async, 任務(wù)還是做完一個才到下一個，順序執(zhí)行

串行隊(duì)列的sync

public func readDataTask(label:String){
    print("Start task %@", label)
    sleep(3)
    print("  End task %@", label)
}

let serialQueue = DispatchQueue(label: "com.leo.serialQueue")

print("Main queue Start")
serialQueue.sync { readDataTask(label: "1")    } //sync阻塞了當(dāng)前線程，直到任務(wù)完成才返回
serialQueue.sync { readDataTask(label: "2")    } //sync阻塞了當(dāng)前線程，直到任務(wù)完成才返回

print("Main queue End")

--- output
Main queue Start
2017-03-31 12:30:54.915 MyPlayground[16030:3294545] Start task 1
2017-03-31 12:30:57.917 MyPlayground[16030:3294545]   End task 1
2017-03-31 12:30:57.918 MyPlayground[16030:3294545] Start task 2
2017-03-31 12:31:00.919 MyPlayground[16030:3294545]   End task 2
Main queue End

<li>sync阻塞了當(dāng)前線程，直到任務(wù)完成才返回。所以Main queue End要等到前面2個任務(wù)都執(zhí)行完了，才打印出來。
<li> 由于是串行隊(duì)列， 任務(wù)做完一個才到下一個，是順序執(zhí)行。

并發(fā)隊(duì)列async

public func readDataTask(label:String){
    print("Start task %@", label)
    sleep(3)
    print("  End task %@", label)
}

let concurrentQueue = DispatchQueue(label: "com.leo.concurrentQueue",
                                    attributes: .concurrent) //并發(fā)隊(duì)列

print("Main queue Start")
concurrentQueue.async { readDataTask(label: "1")    }
concurrentQueue.async { readDataTask(label: "2")    }
print("Main queue End")

--- output
Main queue Start
Main queue End
2017-03-31 14:23:33.705 MyPlayground[16602:3412412] Start task 2
2017-03-31 14:23:33.705 MyPlayground[16602:3412397] Start task 1
2017-03-31 14:23:36.709 MyPlayground[16602:3412397]   End task 1
2017-03-31 14:23:36.709 MyPlayground[16602:3412412]   End task 2

<li>async提交一段任務(wù)到隊(duì)列，立刻返回， 當(dāng)前線程不會被async阻塞。所以Main queue End馬上就打印出來了。
<li>由于是并發(fā)隊(duì)列, 任務(wù)是并發(fā)一起執(zhí)行。

并發(fā)隊(duì)列sync 感覺運(yùn)行結(jié)果和 串行隊(duì)列的sync 的一樣

public func readDataTask(label:String){
    print("Start task %@", label)
    sleep(3)
    print("  End task %@", label)
}

let concurrentQueue = DispatchQueue(label: "com.leo.concurrentQueue",
                                    attributes: .concurrent)

print("Main queue Start")
concurrentQueue.sync { readDataTask(label: "1")    }
concurrentQueue.sync { readDataTask(label: "2")    }
print("Main queue End")

--- output
Main queue Start
2017-03-31 15:48:39.672 MyPlayground[17360:3609929] Start task 1
2017-03-31 15:48:42.673 MyPlayground[17360:3609929]   End task 1
2017-03-31 15:48:42.674 MyPlayground[17360:3609929] Start task 2
2017-03-31 15:48:45.675 MyPlayground[17360:3609929]   End task 2
Main queue End

<li>sync阻塞了當(dāng)前線程，直到任務(wù)完成才返回。所以Main queue End要等到前面2個任務(wù)都執(zhí)行完了，才打印出來。
<li>雖然是并發(fā)隊(duì)列, 但調(diào)用的是sync方法，阻塞了當(dāng)前線程，任務(wù)并不能并發(fā)執(zhí)行。運(yùn)行結(jié)果和 串行隊(duì)列的sync 的一樣

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