iOS多线程之GCD

作者: 土鳖不土 | 来源:发表于2018-10-19 23:11 被阅读109次

继上一篇说到的NSTread之后本文主要分享下GCD的一些总结主要是按一下几点进行：

GCD是什么?
GCD任务和队列
GCD创建和使用
GCD 线程间的通信
GCD常见问题以及解决

GCD是什么？

来一张官网的截图：

image.png

翻译：Grand Central Dispatch（GCD）包括语言功能，运行时库和系统增强功能，可为macOS，iOS，watchOS和tvOS中多核硬件上的并发代码执行提供系统，全面的改进

GCD意思就是 ‘强大的中央调度器’

`GCD的优点：`

GCD 可用于多核的并行运算
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）
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

GCD 任务和队列

任务:

就是执行操作的意思，换句话说就是你在线程中执行的那段代码。在 GCD 中是放在 block 中的。执行任务有两种方式：

同步执行（sync）
- 同步添加任务到指定的队列中，在添加的任务执行结束之前，会一直等待，直到队列里面的任务完成之后再继续执行。
  只能在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力。
异步执行（async）
- 异步添加任务到指定的队列中，它不会做任何等待，可以继续执行任务。
  可以在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力。

注意：是否等待队列的任务执行结束，以及是否具备开启新线程的能力

队列

在 GCD 中有两种队列：串行队列和并发队列。两者都符合 FIFO（先进先出）的原则。两者的主要区别是：执行顺序不同，以及开启线程数不同

串行队列
- 每次只有一个任务被执行。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。
- 只开启一个新线程（或者不开启新线程，在当前线程执行任务）。
并发队列
- 可以让多个任务并发（同时）执行。
- 可以开启多个线程，并且同时执行任务。

注意：并发队列的并发功能只有在异步（dispatch_async）函数下才有效

串行队列

并发队列

GCD创建和使用

可以用dispatch_queue_create来创建第一个参数是标识，第二个参数是队列类型分别是：DISPATCH_QUEUE_SERIAL 和 DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT
SERIAL的中文意思是 串行
CONCURRENT 的中文意思是并发
这样就好好理解了

// 串行队列的创建方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("JFTestQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
// 并发队列的创建方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("JFTestQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

串行队列又有一个队列：

主队列

所有放在主队列中的任务，都会放到主线程中执行

// 主队列的获取方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

并发队列又有一个队列：

全局并发队列

可以使用dispatch_get_global_queue来获取。需要传入两个参数。第一个参数表示队列优先级，一般用DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT。第二个参数暂时没用，用0即可

// 全局并发队列的获取方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

任务的创建

GCD 提供了同步执行任务的创建方法dispatch_sync和异步执行任务创建方法dispatch_async

// 同步执行任务创建方法
dispatch_sync(queue, ^{
    // 这里放同步执行任务代码
});
// 异步执行任务创建方法
dispatch_async(queue, ^{
    // 这里放异步执行任务代码
});

好了现在几种队列已经知道了，几种执行方式也知道了。那么他们之间的排列组合分别是：

同步执行 + 并发队列
异步执行 + 并发队列
同步执行 + 串行队列
异步执行 + 串行队列
同步执行 + 主队列
异步执行 + 主队列
以下是同步异步队列的关系

image.png

接下里我们一个组合一个组合来看下：

同步执行 + 并发队列

/**
 * 同步执行 + 并发队列
 * 特点：在当前线程中执行任务，不会开启新线程，执行完一个任务，再执行下一个任务。
 */
- (void)syncConcurrent {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"syncConcurrent---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("JFTestQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任务1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任务2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任务3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    NSLog(@"syncConcurrent---end");
}

image.png

打印如上：都在同一个线程中执行，且是执行完一个任务后再执行另一个任务

异步执行 + 并发队列

/**
/**
 * 异步执行 + 并发队列
 * 特点：可以开启多个线程，任务交替（同时）执行。
 */
- (void)asyncConcurrent {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"asyncConcurrent---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("JFTestQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    NSLog(@"asyncConcurrent---end");
}

image.png

打印如上同时开启多个线程且是无序的

除了当前线程（主线程），系统又开启了3个线程，并且任务是交替/同时执行的。（异步执行具备开启新线程的能力。且并发队列可开启多个线程，同时执行多个任务）。
所有任务是在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之后才执行的。说明当前线程没有等待，而是直接开启了新线程，在新线程中执行任务（异步执行不做等待，可以继续执行任务）。

同步执行 + 串行队列

/**
 * 同步执行 + 串行队列
 * 特点：不会开启新线程，在当前线程执行任务。任务是串行的，执行完一个任务，再执行下一个任务。
 */
- (void)syncSerial {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"syncSerial---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("JFTestQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任务1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任务2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任务3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    NSLog(@"syncSerial---end");
}

image.png

所有任务都是在当前线程（主线程）中执行的，并没有开启新的线程（同步执行不具备开启新线程的能力）。
所有任务都在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之间执行（同步任务需要等待队列的任务执行结束）。
任务是按顺序执行的（串行队列每次只有一个任务被执行，任务一个接一个按顺序执行）。

异步执行 + 串行队列

/**
 * 异步执行 + 串行队列
 * 特点：会开启新线程，但是因为任务是串行的，执行完一个任务，再执行下一个任务。
 */
- (void)asyncSerial {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"asyncSerial---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("JFTestQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    NSLog(@"asyncSerial---end");
}

image.png

开启了一条新线程（异步执行具备开启新线程的能力，串行队列只开启一个线程）。
所有任务是在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之后才开始执行的（异步执行不会做任何等待，可以继续执行任务）。
任务是按顺序执行的（串行队列每次只有一个任务被执行，任务一个接一个按顺序执行）。

同步执行 + 主队列

同步执行 + 主队列 主线程

/**
 * 同步执行 + 主队列
 * 特点(主线程调用)：互等卡主不执行。
 * 特点(其他线程调用)：不会开启新线程，执行完一个任务，再执行下一个任务。
 */
- (void)syncMain {
    
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"syncMain---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任务1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任务2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任务3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    NSLog(@"syncMain---end");
}

image.png

打印和运行如上截图奔溃了

在主线程中使用同步执行 + 主队列，追加到主线程的任务1、任务2、任务3都不再执行了，而且syncMain---end也没有打印，在XCode 9上还会报崩溃。这是为什么呢?

这是因为我们在主线程中执行syncMain方法，相当于把syncMain任务放到了主线程的队列中。而同步执行会等待当前队列中的任务执行完毕，才会接着执行。那么当我们把任务1追加到主队列中，任务1就在等待主线程处理完syncMain任务。而syncMain任务需要等待任务1执行完毕，才能接着执行。

那么，现在的情况就是syncMain任务和任务1都在等对方执行完毕。这样大家互相等待，所以就卡住了，所以我们的任务执行不了，而且syncMain---end也没有打印

在其他线程中调用 同步执行 + 主队列在其他线程

    // 使用 NSThread 的 detachNewThreadSelector 方法会创建线程，并自动启动线程执行
//    selector 任务
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(syncMain) toTarget:self withObject:nil];

image.png

为什么现在就不会卡住了呢？
因为syncMain 任务放到了其他线程里，而任务1、任务2、任务3都在追加到主队列中，这三个任务都会在主线程中执行。syncMain 任务在其他线程中执行到追加任务1到主队列中，因为主队列现在没有正在执行的任务，所以，会直接执行主队列的任务1，等任务1执行完毕，再接着执行任务2、任务3。所以这里不会卡住线程

异步执行 + 主队列

 NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"asyncMain---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    NSLog(@"asyncMain---end");
}

image.png

打印如上

所有任务都是在当前线程（主线程）中执行的，并没有开启新的线程（虽然异步执行具备开启线程的能力，但因为是主队列，所以所有任务都在主线程中）。
所有任务是在打印的syncConcurrent—-begin和syncConcurrent—-end之后才开始执行的（异步执行不会做任何等待，可以继续执行任务）。
任务是按顺序执行的（因为主队列是串行队列，每次只有一个任务被执行，任务一个接一个按顺序执行）。

GCD 栅栏方法

我们有时需要异步执行两组操作，而且第一组操作执行完之后，才能开始执行第二组操作。这样我们就需要一个相当于栅栏一样的一个方法将两组异步执行的操作组给分割起来，当然这里的操作组里可以包含一个或多个任务。这就需要用到dispatch_barrier_async方法在两个操作组间形成栅栏。
dispatch_barrier_async函数会等待前边追加到并发队列中的任务全部执行完毕之后，再将指定的任务追加到该异步队列中。然后在dispatch_barrier_async函数追加的任务执行完毕之后，异步队列才恢复为一般动作，接着追加任务到该异步队列并开始执行

/**
 * 栅栏方法 dispatch_barrier_async
 */
- (void)barrier {
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("JFTestQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    dispatch_barrier_async(queue, ^{
        // 追加任务 barrier
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"barrier---%@",[NSThread currentThread]);// 打印当前线程
        }
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务4
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"4---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
}

image.png

在执行完栅栏前面的操作之后，才执行栅栏操作，最后再执行栅栏后边的操作

GCD 延时执行方法：dispatch_after
我们经常会遇到这样的需求：在指定时间（例如3秒）之后执行某个任务。可以用 GCD 的dispatch_after函数来实现。
需要注意的是：dispatch_after函数并不是在指定时间之后才开始执行处理，而是在指定时间之后将任务追加到主队列中。严格来说，这个时间并不是绝对准确的，但想要大致延迟执行任务，dispatch_after函数是很有效的

/**
 * 延时执行方法 dispatch_after
 */
- (void)after {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"asyncMain---begin");
    
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        // 2.0秒后异步追加任务代码到主队列，并开始执行
        NSLog(@"after---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    });
}

GCD 一次性代码（只执行一次）：dispatch_once

/**
 * 一次性代码（只执行一次）dispatch_once
 */
- (void)once {
    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)
    });
}

GCD 快速迭代方法：dispatch_apply

/**
 * 快速迭代方法 dispatch_apply
 */
- (void)apply {
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    
    NSLog(@"apply---begin");
    dispatch_apply(6, queue, ^(size_t index) {
        NSLog(@"%zd---%@",index, [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"apply---end");
}

image.png
因为是在并发队列中异步队执行任务，所以各个任务的执行时间长短不定，最后结束顺序也不定。但是apply---end一定在最后执行。这是因为dispatch_apply函数会等待全部任务执行完毕
GCD 的队列组：dispatch_group
有时候我们会有这样的需求：分别异步执行2个耗时任务，然后当2个耗时任务都执行完毕后再回到主线程执行任务。这时候我们可以用到 GCD 的队列组

调用队列组的 dispatch_group_async 先把任务放到队列中，然后将队列放入队列组中。或者使用队列组的 dispatch_group_enter、dispatch_group_leave 组合来实现
dispatch_group_async。
调用队列组的 dispatch_group_notify 回到指定线程执行任务。或者使用 dispatch_group_wait 回到当前线程继续向下执行（会阻塞当前线程）。
dispatch_group_notify

/**
 * 队列组 dispatch_group_notify
 */
- (void)groupNotify {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"group---begin");
    
    dispatch_group_t group =  dispatch_group_create();
    
    dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        // 追加任务1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        // 追加任务2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        // 等前面的异步任务1、任务2都执行完毕后，回到主线程执行下边任务
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
        NSLog(@"group---end");
    });
}

image.png

从dispatch_group_notify相关代码运行输出结果可以看出：
当所有任务都执行完成之后，才执行dispatch_group_notify block 中的任务

dispatch_group_wait
暂停当前线程（阻塞当前线程），等待指定的 group 中的任务执行完成后，才会往下继续执行

/**
 * 队列组 dispatch_group_wait
 */
- (void)groupWait {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"group---begin");
    
    dispatch_group_t group =  dispatch_group_create();
    
    dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        // 追加任务1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        // 追加任务2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
    });
    
    // 等待上面的任务全部完成后，会往下继续执行（会阻塞当前线程）
    dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    
    NSLog(@"group---end");
}

image.png

dispatch_group_enter、dispatch_group_leave
dispatch_group_enter、dispatch_group_leave

dispatch_group_enter 标志着一个任务追加到 group，执行一次，相当于 group 中未执行完毕任务数+1
dispatch_group_leave 标志着一个任务离开了 group，执行一次，相当于 group 中未执行完毕任务数-1。
当 group 中未执行完毕任务数为0的时候，才会使dispatch_group_wait解除阻塞，以及执行追加到dispatch_group_notify中的任务。

/**
 * 队列组 dispatch_group_enter、dispatch_group_leave
 */
- (void)groupEnterAndLeave
{
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"group---begin");
    
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    dispatch_group_enter(group);
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
        dispatch_group_leave(group);
    });
    
    dispatch_group_enter(group);
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
        dispatch_group_leave(group);
    });
    
    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.
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
        }
        NSLog(@"group---end");
    });
    
//    // 等待上面的任务全部完成后，会往下继续执行（会阻塞当前线程）
//    dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
//
//    NSLog(@"group---end");
}

image.png
从dispatch_group_enter、dispatch_group_leave相关代码运行结果中可以看出：当所有任务执行完成之后，才执行 dispatch_group_notify中的任务。这里的dispatch_group_enter、dispatch_group_leave组合，其实等同于dispatch_group_async

GCD 信号量：dispatch_semaphore
GCD 中的信号量是指 Dispatch Semaphore，是持有计数的信号。类似于过高速路收费站的栏杆。可以通过时，打开栏杆，不可以通过时，关闭栏杆。在 Dispatch Semaphore 中，使用计数来完成这个功能，计数为0时等待，不可通过。计数为1或大于1时，计数减1且不等待，可通过。
Dispatch Semaphore 提供了三个函数。

dispatch_semaphore_create：创建一个Semaphore并初始化信号的总量
dispatch_semaphore_signal：发送一个信号，让信号总量加1
dispatch_semaphore_wait：可以使总信号量减1，当信号总量为0时就会一直等待（阻塞所在线程），否则就可以正常执行。

注意：信号量的使用前提是：想清楚你需要处理哪个线程等待（阻塞），又要哪个线程继续执行，然后使用信号量
Dispatch Semaphore 在实际开发中主要用于：

保持线程同步，将异步执行任务转换为同步执行任务
保证线程安全，为线程加锁

image.png

Dispatch Semaphore 线程安全和线程同步（为线程加锁）

/**
 * 非线程安全：不使用 semaphore
 * 初始化彩票数量、卖票窗口(非线程安全)、并开始卖票
 */
- (void)initTicketStatusNotSave {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"semaphore---begin");
    
    self.ticketSurplusCount = 50;
    
    // queue1 代表篮球票票售卖窗口
    dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create("JFTestQueue1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    // queue2 代表足球票售卖窗口
    dispatch_queue_t queue2 = dispatch_queue_create("JFTestQueue1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    dispatch_async(queue1, ^{
        [weakSelf saleTicketNotSafe];
    });
    
    dispatch_async(queue2, ^{
        [weakSelf saleTicketNotSafe];
    });
}

/**
 * 彩票(非线程安全)
 */
- (void)saleTicketNotSafe {
    while (1) {
        
        if (self.ticketSurplusCount > 0) {  //如果还有票，继续售卖
            self.ticketSurplusCount--;
            NSLog(@"%@", [NSString stringWithFormat:@"剩余票数：%d 窗口：%@", self.ticketSurplusCount, [NSThread currentThread]]);
            [NSThread sleepForTimeInterval:0.2];
        } else { //如果已卖完，关闭售票窗口
            NSLog(@"所有彩票均已售完");
            break;
        }
        
    }
}

image.png

打印如上：数据是错乱的

线程安全（使用 semaphore 加锁）


/**
 * 线程安全：使用 semaphore 加锁
 * 初始化彩票数量、卖票窗口(线程安全)、并开始卖票
 */
- (void)initTicketStatusSave {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"semaphore---begin");
    
    semaphoreLock = dispatch_semaphore_create(1);
    
    self.ticketSurplusCount = 50;
    
    // queue1 代表篮球彩票票售卖窗口
    dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create("JFTestestQueue1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    // queue2 代表足球彩票售卖窗口
    dispatch_queue_t queue2 = dispatch_queue_create("JFTestestQueue2", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    dispatch_async(queue1, ^{
        [weakSelf saleTicketSafe];
    });
    
    dispatch_async(queue2, ^{
        [weakSelf saleTicketSafe];
    });
}

/**
 * 售卖火车票(线程安全)
 */
- (void)saleTicketSafe {
    while (1) {
        // 相当于加锁
        dispatch_semaphore_wait(semaphoreLock, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        
        if (self.ticketSurplusCount > 0) {  //如果还有票，继续售卖
            self.ticketSurplusCount--;
            NSLog(@"%@", [NSString stringWithFormat:@"剩余票数：%d 窗口：%@", self.ticketSurplusCount, [NSThread currentThread]]);
            [NSThread sleepForTimeInterval:0.2];
        } else { //如果已卖完，关闭售票窗口
            NSLog(@"所有彩均已售完");
            
            // 相当于解锁
            dispatch_semaphore_signal(semaphoreLock);
            break;
        }
        
        // 相当于解锁
        dispatch_semaphore_signal(semaphoreLock);
    }
}

image.png

打印如上枷锁之后的数据就正常了

GCD常见问题以及解决

线程死锁

死锁原因：
所谓死锁，通常指有两个线程A和B都卡住了，并等待对方完成某些操作。A不能完成是因为它在等待B完成。但B也不能完成，因为它在等待A完成。于是大家都完不成，就导致了死锁（DeadLock）。

死锁的例子

   dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^(void){
            NSLog(@"这里死锁了");
        });

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("me.tutuge.test.gcd", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

dispatch_apply(3, queue, ^(size_t i) {
    NSLog(@"apply loop: %zu", i);

    //再来一个dispatch_apply！死锁！
    dispatch_apply(3, queue, ^(size_t j) {
        NSLog(@"apply loop inside %zu", j);
    });
});

解决：

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0,0), ^(void){
    NSLog(@"这就不死锁了");
});

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("serial", nil);
dispatch_sync(queue, ^(void){
    NSLog(@"这个也不会死锁");
});

回顾下上面的表格：

image.png

同步主队列导致线程死锁

一定要避免dispatch_apply的嵌套调用。

线程不安全
线程不安全是由于多线程访问造成的
解决：
1.既然线程安全问题是由多线程引起的，那么，最极端的可以使用单线程保证线程安全。
2.线程安全是由于多线程访问和修改共享资源而引起不可预测的结果，因此，如果都是访问共享资源而不去修改共享资源也可以保证线程安全，比如：设置只读属性的全局变量。
3.使用锁。（上面已经说到了）

dispatch_once_t必须是全局或static变量
//静态变量，保证只有一份实例，才能确保只执行一次

dispatch_after是延迟提交，不是延迟运行

Enqueue a block for execution at the specified time.

Enqueue，就是入队，指的就是将一个Block在特定的延时以后，加入到指定的队列中，不是在特定的时间后立即运行！

如何正确创建dispatch_time_t

1. dispatch_time(<#dispatch_time_t when#>, <#int64_t delta#>)
        第一个参数是从什么时间开始,一般直接传 DISPATCH_TIME_NOW; 表示从现在开始
        第二个参数表示具体的时间长度(不能直接传 int 或 float), 可以写成这种形式 (int64_t)3* NSEC_PER_SEC
        
        #define NSEC_PER_SEC 1000000000ull  每秒有1000000000纳秒
        #define NSEC_PER_MSEC 1000000ull    每毫秒有1000000纳秒
        #define USEC_PER_SEC 1000000ull     每秒有1000000微秒
        #define NSEC_PER_USEC 1000ull       每微秒有1000纳秒
        
        注意 delta 的单位是纳秒! 
        1秒的写作方式可以是 1* NSEC_PER_SEC; 1000* NSEC_PER_MSEC; USEC_PER_SEC* NSEC_PER_USEC
     
2. dispatch_walltime(<#const struct timespec * _Nullable when#>, <#int64_t delta#>),
        第一个参数是一个结构体, 创建的是一个绝对的时间点,比如 2016年10月10日8点30分30秒, 如果你不需要自某一个特定的时刻开始,可以传 NUll,表示自动获取当前时区的当前时间作为开始时刻, 第二参数意义同第一个函数
        dispatch_time_t time = dispatch_walltime(NULL, 5* NSEC_PER_SEC);

参考：
https://bujige.net/blog/iOS-Complete-learning-pthread-and-NSThread.html
http://tutuge.me/2015/04/03/something-about-gcd/
注：本文参考如上两篇文章，如造成商业侵权望告知，并修改

demo地址：https://github.com/tubie/JFMultiThreading

iOS多线程之GCD

GCD是什么？

`GCD的优点：`

GCD 任务和队列

任务:

队列

GCD创建和使用

任务的创建

同步执行 + 并发队列

异步执行 + 并发队列

同步执行 + 串行队列

异步执行 + 串行队列

同步执行 + 主队列

异步执行 + 主队列

GCD 栅栏方法

GCD常见问题以及解决

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