iOS 开发多线程 —— GCD(1)

本文是根据文顶顶老师的博客学习总结而来，如有不妥之处，还望指出。http://www.cnblogs.com/wendingding/p/3807716.html

概览：

/*
 纯c语言，提供了非常多强大的函数
 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
 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）
 程序员只需告诉GCD要执行的任务，不需要编写任何线程管理代码
 
 
 GCD核心概念：1）任务（执行什么操作）   2）队列（存放任务）
 GCD会自动从队列中取出任务，放到对应的线程中执行
 任务的取出遵循FIFO原则：先进先出，后进后出
 
 常用函数：
 同步函数：dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, DISPATCH_NOESCAPE dispatch_block_t block)
 1）不具备开线程的能力，不能开线程
 2）任务执行的方式：同步
 
 异步函数：dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block)
 1）具备开线程的能力，可以开线程
 2）任务执行的方式：异步
 
 队列类型：
 并发队列：
 1）可以让多个任务并发（同时）执行
 2）并发功能只有在异步函数（dispatch_async）下才有效
 串行队列：
 1）让任务一个接一个的执行
 
 
 同步、异步：能不能开启新的线程
 并发、串行：任务的执行方式

一. 任务和队列

GCD中有2个核心概念

（1）任务：执行什么操作

（2）队列：用来存放任务

GCD的使用就2个步骤

（1）定制任务

（2）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

提示：任务的取出遵循队列的FIFO原则：先进先出，后进后出

二. 执行任务

1. GCD中有2个用来执行任务的函数

说明：把右边的参数（任务）提交给左边的参数（队列）进行执行。

（1）用同步的方式执行任务 dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

参数说明：

queue：队列

block：任务

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

2. 同步和异步的区别

同步：在当前线程中执行

异步：在另一条线程中执行

三. 队列

1. 队列的类型

GCD的队列可以分为2大类型

（1）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

（2）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）

2. 补充说明

有4个术语比较容易混淆：同步、异步、并发、串行

同步和异步决定了要不要开启新的线程

同步：在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力

异步：在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力

并发和串行决定了任务的执行方式

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

3. 串行队列

GCD中获得串行有2种途径

（1）使用dispatch_queue_create函数创建串行队列:

dispatch_queue_t  dispatch_queue_create(const char *label,  dispatch_queue_attr_t attr); // 队列名称， 队列属性，一般用NULL即可

//label:队列名称

//attr:队列属性，为NULL时，默认为串行队列

     DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT：并发队列

     DISPATCH_QUEUE_SERIAL：串行队列

示例：

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("wendingding", NULL); // 创建一个串行队列

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("wendingding", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); // 创建一个并发队列

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("wendingding", DISPATCH_QUEUE_SERIAL); // 创建一个串行队列

dispatch_release(queue); // 非ARC需要释放手动创建的队列

（2）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

示例：

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

4. 并发队列

GCD默认已经提供了全局的并发队列，供整个应用使用，不需要手动创建

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,unsigned long flags); // 此参数暂时无用，用0即可

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("wendingding", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); // 创建一个并发队列

示例：

这个参数是留给以后用的，暂时用不上，传个0。

第一个参数为优先级，这里选择默认的。获取一个全局的默认优先级的并发队列。

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

常见的创建方式：

//TODO: 异步函数 + 并发队列：
//开辟新的子线程，任务并发执行。开辟线程的个数不是由任务的个数决定，而是由GCD自己决定
-(void)asyncConcurrent{
    
    // 1）创建队列
    
    //全局并发队列
    //    dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    
    /*
     第一个参数：队列的名字
     第二个参数：队列的类型
     DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT：并发队列
     DISPATCH_QUEUE_SERIAL：串行队列
     */
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.binge.www", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    //2）封装任务，把任务添加到队列
    dispatch_async(queue, ^{
        //需要执行的任务
        NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        
        NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
    });
}

//TODO:异步函数 + 串行队列：
//只会开辟一条子线程，所有任务在该子线程中串行执行。
-(void)asyncSerial{
    
    // 1）创建队列
    /*
     第一个参数：队列的名字
     第二个参数：队列的类型
     DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT：并发队列
     DISPATCH_QUEUE_SERIAL：串行队列
     */
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.binge.www", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    //2）封装任务，把任务添加到队列
    dispatch_async(queue, ^{
        
        //需要执行的任务
        NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
        
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        
        NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
    });
}

//TODO:同步函数 + 并发队列：
//不会开辟新的子线程，所有任务在当前线程中串行执行。
-(void)syncConcurrent{
    
    // 1）创建队列
    /*
     第一个参数：队列的名字
     第二个参数：队列的类型
     DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT：并发队列
     DISPATCH_QUEUE_SERIAL：串行队列
     */
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.binge.www", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    //2）封装任务，把任务添加到队列
    dispatch_sync(queue, ^{
        //需要执行的任务
        NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        
        NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
    });
}

//TODO:同步函数 + 串行队列：
//不会开辟新的子线程，所有任务在当前线程中串行执行。
-(void)syncSerial{
    
    // 1）创建队列
    /*
     第一个参数：队列的名字
     第二个参数：队列的类型
     DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT：并发队列
     DISPATCH_QUEUE_SERIAL：串行队列
     */
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.binge.www", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    //2）封装任务，把任务添加到队列
    dispatch_sync(queue, ^{
        //需要执行的任务
        NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        
        NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
    });
}

//TODO:异步函数 + 主队列：
//不会开启线程，所有任务在主线程中串行执行
-(void)asyncMain{
    
    // 1）创建主队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    
    //2）封装任务，把任务添加到队列
    dispatch_async(queue, ^{
        //需要执行的任务
        NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        
        NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
    });
}

//TODO:同步函数 + 主队列：
//死锁
-(void)syncMain{
    
    // 1）创建主队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    
    //2）封装任务，把任务添加到队列
    dispatch_sync(queue, ^{
        //需要执行的任务
         NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    
}

说明：同步函数不具备开启线程的能力，无论是什么队列都不会开启线程；异步函数具备开启线程的能力，开启几条线程由队列决定（串行队列只会开启一条新的线程，并发队列会开启多条线程）。

同步函数

（1）并发队列：不会开线程

（2）串行队列：不会开线程

异步函数

（1）并发队列：能开启N条线程

（2）串行队列：开启1条线程

常见用法：

1.从子线程回到主线程

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{

       //在这执行一些耗时操作

        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{

            //回到主线程进行操作

        });

        

    });

2.延迟调用

（1）

[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:5.0];

注意：如果将

[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:5.0];放到子线程中，例如：

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{

        [self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:5.0];

    });

这时候程序不会运行 run 方法。

正确写法：

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{

        [self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:5.0];

        [[NSRunLoop currentRunLoop] run];

    });

(2)

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(5.0*NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{

        //5秒后执行这里的操作,可以选择在哪个线程中执行，即：可以用dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0) 代替 dispatch_get_main_queue()

        

    });

dispatch_group_t:

如果想在dispatch_queue（队列）中所有的任务执行完成后再做某种操作，在串行队列中，可以把该操作放到最后一个任务执行完成后继续，但是在并行队列中怎么做呢。这就有dispatch_group 成组操作

    dispatch_group_t groupT = dispatch_group_create();
    dispatch_queue_t queueT = dispatch_queue_create("gcd.www", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);//创建一个并发队列
    
    dispatch_group_async(groupT, queueT, ^{
        sleep(5);
        NSLog(@"这是第一个任务=%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_group_async(groupT, queueT, ^{
        NSLog(@"这是第二个任务=%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_group_async(groupT, queueT, ^{
        
        NSLog(@"这是第三个任务=%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_group_notify(groupT, queueT, ^{
        NSLog(@"上面3个任务完成来到这里=%@",[NSThread currentThread]);
    });

我们来看一下打印结果：

2018-10-16 11:24:23.185829+0800 NSThread-GCD-NSOperation[5203:2530249] 这是第二个任务=<NSThread: 0x1c42799c0>{number = 3, name = (null)}
2018-10-16 11:24:23.186054+0800 NSThread-GCD-NSOperation[5203:2530249] 这是第三个任务=<NSThread: 0x1c42799c0>{number = 3, name = (null)}
2018-10-16 11:24:28.190651+0800 NSThread-GCD-NSOperation[5203:2530253] 这是第一个任务=<NSThread: 0x1c02788c0>{number = 4, name = (null)}
2018-10-16 11:24:28.191438+0800 NSThread-GCD-NSOperation[5203:2530253] 上面3个任务完成来到这里=<NSThread: 0x1c02788c0>{number = 4, name = (null)}

我们可以看到，只有当3个任务都完成的时候（即时第一个任务延时了5秒），才会调用dispatch_group_notify。

思考：如果在队列中添加了子线程，并有延时操作，上面的方法还适用吗？我们再来看代码演示。

dispatch_group_t groupT = dispatch_group_create();
    dispatch_queue_t queueT = dispatch_queue_create("gcd.www", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);//创建一个并发队列
    
    dispatch_group_async(groupT, queueT, ^{
        dispatch_async(queueT, ^{
            sleep(5);
            NSLog(@"这是第一个任务=%@",[NSThread currentThread]);
        });
        
    });
    dispatch_group_async(groupT, queueT, ^{
        NSLog(@"这是第二个任务=%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_group_async(groupT, queueT, ^{
        
        NSLog(@"这是第三个任务=%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_group_notify(groupT, queueT, ^{
        NSLog(@"上面3个任务完成来到这里=%@",[NSThread currentThread]);
    });

再来看打印结果：

2018-10-16 11:34:10.060225+0800 NSThread-GCD-NSOperation[5206:2532901] 这是第二个任务=<NSThread: 0x1c0460200>{number = 3, name = (null)}
2018-10-16 11:34:10.060466+0800 NSThread-GCD-NSOperation[5206:2532901] 这是第三个任务=<NSThread: 0x1c0460200>{number = 3, name = (null)}
2018-10-16 11:34:10.060701+0800 NSThread-GCD-NSOperation[5206:2532967] 上面3个任务完成来到这里=<NSThread: 0x1c04692c0>{number = 4, name = (null)}
2018-10-16 11:34:15.065466+0800 NSThread-GCD-NSOperation[5206:2532901] 这是第一个任务=<NSThread: 0x1c0460200>{number = 3, name = (null)}

我们发现：当第一个任务是在子线程中做了延时操作时，队列中任务还没全部完成，就调用了dispatch_group_notify。

这时，我们需要用到：

dispatch_group_enter   //group内任务数+1

dispatch_group_leave   //group内任务数-1

当group内任务数为0时，任务全部完成，触发dispatch_group_notify

大致就这么理解吧。

继续看代码：

 dispatch_group_enter(groupT);//  +1
    dispatch_group_async(groupT, queueT, ^{
        dispatch_async(queueT, ^{
            sleep(5);
            NSLog(@"currentThread1=%@",[NSThread currentThread]);
            dispatch_group_leave(groupT);//   任务完成-1
        });
    });
    
    dispatch_group_enter(groupT);//  +1
    dispatch_group_async(groupT, queueT, ^{
        dispatch_async(queueT, ^{
            sleep(2);
            NSLog(@"currentThread2=%@",[NSThread currentThread]);
            dispatch_group_leave(groupT);//   任务完成-1
        });
        
    });
    
    dispatch_group_enter(groupT);//  +1
    dispatch_group_async(groupT, queueT, ^{
        dispatch_async(queueT, ^{
            NSLog(@"currentThread3=%@",[NSThread currentThread]);
            dispatch_group_leave(groupT);//   任务完成-1
        });
        
    });
    
    dispatch_group_notify(groupT, dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"currentThread4=%@",[NSThread currentThread]);
    });

看打印结果：

2018-10-16 11:44:07.862952+0800 NSThread-GCD-NSOperation[5209:2535931] currentThread3=<NSThread: 0x1c4278e40>{number = 3, name = (null)}
2018-10-16 11:44:09.865219+0800 NSThread-GCD-NSOperation[5209:2535935] currentThread2=<NSThread: 0x1c0663f40>{number = 4, name = (null)}
2018-10-16 11:44:12.867091+0800 NSThread-GCD-NSOperation[5209:2535934] currentThread1=<NSThread: 0x1c0079880>{number = 5, name = (null)}
2018-10-16 11:44:12.867881+0800 NSThread-GCD-NSOperation[5209:2535834] currentThread4=<NSThread: 0x1c0079680>{number = 1, name = main}

可以看到，解决了上面的问题，只有当group内所有任务都完成的时候才会出发dispatch_group_notify。

再介绍一个知识点：

再思考一下：如果有多个线程异步执行，正常情况下，这些线程是同时执行的，这时有个需求，要求先执行前面两个，后面的再执行，怎么办？

看代码：

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("test", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"1");
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"2");
    });
    
    dispatch_barrier_async(queue, ^{
    //先执行此函数前面的代码
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"3");
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"4");
    });

dispatch_barrier_async

栅栏函数     先执行栅栏函数前面，再执行栅栏函数后面的

注意：不能使用全局并发队列 dispatch_get_global_queue