多线程GCD

简介
什么是GCD
全称是Grand Central Dispatch，可译为“牛逼的中枢调度器”
纯C语言，提供了非常多强大的函数

GCD的优势
GCD是苹果公司为多核的并行运算提出的解决方案
GCD会自动利用更多的CPU内核（比如双核、四核）
GCD会自动管理线程的生命周期（创建线程、调度任务、销毁线程）
程序员只需要告诉GCD想要执行什么任务，不需要编写任何线程管理代码

任务和队列

GCD中有2个核心概念
任务：执行什么操作
队列：用来存放任务

GCD的使用就2个步骤
定制任务
确定想做的事情

将任务添加到队列中
GCD会自动将队列中的任务取出，放到对应的线程中执行
任务的取出遵循队列的FIFO原则：先进先出，后进后出

执行任务
GCD中有2个用来执行任务的常用函数
用同步的方式执行任务
dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
queue：队列
block：任务

用异步的方式执行任务
dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

同步和异步的区别
同步：只能在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力
异步：可以在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力

GCD中还有个用来执行任务的函数：
dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
在前面的任务执行结束后它才执行，而且它后面的任务等它执行完成之后才会执行


队列的类型
GCD的队列可以分为2大类型
并发队列（Concurrent Dispatch Queue）
可以让多个任务并发（同时）执行（自动开启多个线程同时执行任务）
并发功能只有在异步（dispatch_async）函数下才有效

串行队列（Serial Dispatch Queue）
让任务一个接着一个地执行（一个任务执行完毕后，再执行下一个任务）


容易混淆的术语
有4个术语比较容易混淆：同步、异步、并发、串行
同步和异步主要影响：能不能开启新的线程
同步：只是在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力
异步：可以在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力

并发和串行主要影响：任务的执行方式
并发：多个任务并发（同时）执行
串行：一个任务执行完毕后，再执行下一个任务

并发队列
使用dispatch_queue_create函数创建队列
dispatch_queue_t
dispatch_queue_create(const char *label, // 队列名称
dispatch_queue_attr_t attr); // 队列的类型

创建并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

GCD默认已经提供了全局的并发队列，供整个应用使用，可以无需手动创建
使用dispatch_get_global_queue函数获得全局的并发队列
dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue(dispatch_queue_priority_t priority, // 队列的优先级unsigned long flags); // 此参数暂时无用，用0即可

获得全局并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

全局并发队列的优先级
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 // 高
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 默认（中）
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 后台

串行队列
GCD中获得串行有2种途径
使用dispatch_queue_create函数创建串行队列
// 创建串行队列（队列类型传递NULL或者DISPATCH_QUEUE_SERIAL）
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.queue", NULL);

使用主队列（跟主线程相关联的队列）
主队列是GCD自带的一种特殊的串行队列
放在主队列中的任务，都会放到主线程中执行
使用dispatch_get_main_queue()获得主队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

各种队列的执行效果

注意:使用sync函数往当前串行队列中添加任务，会卡住当前的串行队列

线程间通信示例

从子线程回到主线程
dispatch_async(
dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    // 执行耗时的异步操作...
      dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        // 回到主线程，执行UI刷新操作
        });
});

延时执行

iOS常见的延时执行
调用NSObject的方法
[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:2.0];
// 2秒后再调用self的run方法

使用GCD函数
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
    // 2秒后异步执行这里的代码...
});

使用NSTimer
[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(test) userInfo:nil repeats:NO];

一次性代码
使用dispatch_once函数能保证某段代码在程序运行过程中只被执行1次
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
    // 只执行1次的代码(这里面默认是线程安全的)
});


定时器

// 创建Timer
self.timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, dispatch_get_main_queue());
// 设置定时器的触发时间（1秒后）和时间间隔（每隔2秒）
dispatch_source_set_timer(self.timer, dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 1 * NSEC_PER_SEC), 2 * NSEC_PER_SEC, 0);
// 设置回调
dispatch_source_set_event_handler(self.timer, ^{
    NSLog(@"Timer %@", [NSThread currentThread]);
});
// 开始定时器
dispatch_resume(self.timer);
取消定时器
dispatch_cancel(self.timer);
self.timer = nil;


快速迭代

使用dispatch_apply函数能进行快速迭代遍历
dispatch_apply(10, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^(size_t index){
    // 执行10次代码，index顺序不确定
});


队列组

有这么1种需求
首先：分别异步执行2个耗时的操作
其次：等2个异步操作都执行完毕后，再回到主线程执行操作

如果想要快速高效地实现上述需求，可以考虑用队列组
dispatch_group_t group =  dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    // 执行1个耗时的异步操作
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    // 执行1个耗时的异步操作
});
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
    // 等前面的异步操作都执行完毕后，回到主线程...
});


单例模式
单例模式的作用
可以保证在程序运行过程，一个类只有一个实例，而且该实例易于供外界访问，从而方便地控制了实例个数，并节约系统资源

单例模式的使用场合，在整个应用程序中，共享一份资源（这份资源只需要创建初始化1次）

ARC中，单例模式的实现，在.m中保留一个全局的static的实例
static id _instance;

单例模式在ARCMRC环境下的写法有所不同，需要编写2套不同的代码，可以用宏判断是否为ARC环境
#if __has_feature(objc_arc)
// ARC
#else
// MRC
#endif

重写allocWithZone:方法，在这里创建唯一的实例（注意线程安全）
+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _instance = [super allocWithZone:zone];
    });
    return _instance;
}

提供1个类方法让外界访问唯一的实例
+ (instancetype)sharedInstance
{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        _instance = [[self alloc] init];
    });
    return _instance;
}

实现copyWithZone:方法
- (id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    return _instance;
}


单例模式 – 非ARC
非ARC中（MRC），单例模式的实现（比ARC多了几个步骤）
实现内存管理方法
- (id)retain { return self; }
- (NSUInteger)retainCount { return 1; }
- (oneway void)release {}
- (id)autorelease { return self; }