iOS 多线程学习笔记 —— GCD

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这里对原作者的辛勤工作表示感谢！

1. 简介

GCD (Grand Central Dispatch) 是建立任务并行执行的线程池模式的基础上的，以优化支持多核、多处理器系统。

GCD的工作原理是：让程序平行排队的特定任务，根据可用的处理资源，安排他们在任何可用的核心上执行任务。一个任务可以是一个函数（function）或者是一个block。

GCD的底层依然是用线程实现，不过不必关心实现细节。

GCD的FIFO队列称为 调度队列(dispatch queue）， 它可以保证先来的先执行。dispatch 的、queue 分为以下3种：

 (1) Serial (连续调度队列）

 又称为 私有调度队列（pirvate dispatch queue）, 同时只执行一个任务。Serial queue通常用于同步访问特定的资源或数据。当创建多个Serial queue时，虽然它们各自队列内是单独执行的，但队列间是并发执行的。

 (2) Concurrent (并发调度队列）

 又称为 全局调度队列（global dispatch queue), 可以并发地执行队列中的多个任务，但是执行完成的顺序是随机的。

 (3) Main dispatch queue（主调度队列）

 它是全局可用的serial queue，是在应用程序主线程上执行任务的。

2. 调度队列的使用

2.1 常用的方法 dispatch_async

  为了避免界面在处理耗时的操作时卡死，比如读取网络数据、IO、数据库读写等，我们会在另一个线程中去处理这些操作，然后通知主线程更新界面。

  用GCD实现这个流程比前面介绍的NSThreadNSOperation的方法都要简单，代码如下：

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        // 耗时的操作

  dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
       // 更新界面
  });
});

针对之前图片加载的示例：

- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
//    NSThread* thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(downloadImage:) object:kURL];
//    [thread start];
    
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        NSURL* url = [NSURL URLWithString:kURL];
        NSData* data = [[NSData alloc] initWithContentsOfURL:url];
        UIImage* image = [[UIImage alloc] initWithData:data];
        if (data != nil)
        {
            dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
                self.imageView.image = image;
            });
        }
    });
    
    
}

GCD会自动根据任务在多核处理器上分配资源，优化程序。

系统给每个应用程序提供了三个并发调度队列（concurrent dispatch queues），这3个队列是全局的，它们只有优先级的不同。因为是全局的，我们不需要去创建，只需要通过使用函数  dispatch_get_global_queue 去得到队列。如下：

dispatch_queue_t globalQ = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEU_PRIORITY_DEFAULT, 0);

系统还提供了一个主调度队列 main_queue

dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();

这些队列都是全局队列，，不用retain或release。

2.2 dispatch_group_async的使用

 dispatch_group_async可以实现监听一组任务是否完成，完成后再通知执行其他的操作。如下示例：

    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, ^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];
        NSLog(@"group1");
    });
    
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];
        NSLog(@"group2");
    });
    
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];
        NSLog(@"group3");
    });
    
    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"updateUI");
    });

前3个dispatch_group_async执行是异步的，顺序不定。

2.3 dispatch_barrier_async的使用

dispatch_barrier_async 是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。示例代码：

    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("gcdtest.rongfzh.yc", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];
        NSLog(@"dispatch_async1");
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];
        NSLog(@"dispatch_async2");
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];
        NSLog(@"dispatch_async3");
    });
    
    dispatch_barrier_async(queue, ^{
        NSLog(@"dispatch_barrier_async");
        [NSThread sleepForTimeInterval:4];
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];
        NSLog(@"dispatch_async4");
    });

同样的，前3个dispatch_async执行是异步的，顺序不定。

2.4 dispatch_apply

执行某个代码片段N次。

    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    dispatch_apply(5, queue, ^(size_t index) {
        NSLog(@"dispatch_apply: index: %d", index);
    });

GCD还有很多其他用法，可以参考官方文档

参考的文档还有：http://en.wikipedia.org/wiki/Grand_Central_Dispatch