iOS中的GCD

iOS开发多线程篇—GCD介绍

一、简单介绍

1.什么是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

2.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 

3.提示

(1)GCD存在于libdispatch.dylib这个库中，这个调度库包含了GCD的所有的东西，但任何IOS程序，默认就加载了这个库，在程序运行的过程中会动态的加载这个库，不需要我们手动导入。

点击+a按钮，可以导入框架。

(2)GCD是纯C语言的，因此我们在编写GCD相关代码的时候，面对的函数，而不是方法。

(3)GCD中的函数大多数都以dispatch开头。

二、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

三、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 

四、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

示例：

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("wendingding", NULL); // 创建

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

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

 

说明：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

5.各种队列的执行效果

 

五、使用

1，异步加载

    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0), ^{

        NSError *error;

        NSData *imgData = [NSData dataWithContentsOfURL:imgURL options:NSDataReadingMappedIfSafe error:&error];

        UIImage *img = [UIImage imageWithData:imgData];

        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{

            self.imageView.image = img;

        });

    });

2，dispatch_once

    被广泛使用在单例、缓存等代码中，用以保证在初始化时执行一次某任务。该函数是线程安全的。

3，dispatch_group

如果想在dispatch_queue中所有的任务执行完成后在做某种操作，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。

4，collection的enumerateKeysAndObjectsUsingBlock函数的实现

我们知道enumerateKeysAndObjectsUsingBlock可以用来遍历NSArray，NSSet，NSDictionary，它的实现是是用了dispatch_sync + 自定义queue

    NSDictionary *dict =@{@"1":@"11",@"2":@"22",@"3":@"33"};

    [dict enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(NSString* key,id obj, BOOL *stop) {

        NSLog(@"%@ : %@", key, obj);

        if ([objisEqualToString:@"22"])

        {

            *stop = YES;

        }

    }];

同下面的实现是一样的：

    NSDictionary *dict =@{@"1":@"11",@"2":@"22",@"3":@"33"};

    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("dang",NULL);

    dispatch_sync(queue, ^{

        for (NSString *keyin [dict allKeys])

        {

            NSString *obj = [dictobjectForKey:key];

            NSLog(@"%@ : %@", key, obj);

            if ([objisEqualToString:@"22"])

            {

                break;

            }

        }

    });

但是如果将queue换成主队列（dispatch_queue_t queue =dispatch_get_main_queue();）的话，会造成死锁。原因是：

Important

Attempting to synchronously execute a work item on the main queue results in dead-lock.

dispatch_sync会等待block执行结束，但是如果block在当前队列中执行的话，该block又会等待当前队列中的内容执行完毕（dispatch_sync），造成死锁。

5，小结

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

异步函数具备开线程的能力，但不一定会开线程