GCD 常见面试点

在最近的 iOS 面试过程中，GCD 是属于必问的问题，接触过不少 GCD 相关的面试题，有关 GCD 的面试点大多数都是最大线程数量控制和任务分组，在这里做一个总结，方便大家进行参考。

GCD 控制线程数量

GCD 不像 NSOperation 那样有直接提供线程数量控制方法，但是通过 GCD 的 semaphore 功能一样可以达到控制线程数量的效果。

1. dispatch_semaphore_create(long value); 利用给定的输出时创建一个新的可计数的信号量
2. dispatch_semaphore_wait(dispatch_semaphore_t dsema, dispatch_time_t timeout); 如果信号量大于 0 ，信号量减 1 ，执行程序。否则等待信号量
3. dispatch_semaphore_signal(dispatch_semaphore_t dsema); 增加信号量

// 控制线程数量
- (void)runMaxThreadCountWithGCD
{
    dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("concurrentRunMaxThreadCountWithGCD", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("serialRunMaxThreadCountWithGCD", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    // 创建一个semaphore,并设置最大信号量，最大信号量表示最大线程数量
    dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(2);
    // 使用循环往串行队列 serialQueue 增加 10 个任务
    for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
        dispatch_async(serialQueue, ^{
            // 只有当信号量大于 0 的时候，线程将信号量减 1，程序向下执行
            // 否则线程会阻塞并且一直等待，直到信号量大于 0
            dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
            dispatch_async(concurrentQueue, ^{
                NSLog(@"%@ 执行任务一次  i = %d",[NSThread currentThread],i);
                // 当线程任务执行完成之后，发送一个信号，增加信号量。
                dispatch_semaphore_signal(semaphore);
            });
        });
    }
    NSLog(@"%@ 执行任务结束",[NSThread currentThread]);
}

执行结果如下，只有 number 3 和 number 4 这 2 个线程在执行

<NSThread: 0x60c00007c600>{number = 1, name = main} 执行任务结束
<NSThread: 0x60c00027a340>{number = 3, name = (null)} 执行任务一次  i = 0
<NSThread: 0x608000263a00>{number = 4, name = (null)} 执行任务一次  i = 1
<NSThread: 0x60c00027a340>{number = 3, name = (null)} 执行任务一次  i = 3
<NSThread: 0x608000263a00>{number = 4, name = (null)} 执行任务一次  i = 2
<NSThread: 0x60c00027a340>{number = 3, name = (null)} 执行任务一次  i = 4
<NSThread: 0x608000263a00>{number = 4, name = (null)} 执行任务一次  i = 5
<NSThread: 0x60c00027a340>{number = 3, name = (null)} 执行任务一次  i = 6
<NSThread: 0x608000263a00>{number = 4, name = (null)} 执行任务一次  i = 7
<NSThread: 0x60c00027a340>{number = 3, name = (null)} 执行任务一次  i = 8
<NSThread: 0x608000263a00>{number = 4, name = (null)} 执行任务一次  i = 9

GCD 任务分组

GCD 的 dispatch_group_t 功能可以将多个任务分组，等待分组里面的所有任务执行完成之后，GCD 的 dispatch_group_notify 方法可以通知。通常会配合一些常见的场景来考察，比如同时上传 10 张图片，全部上传完成后通知用户。

// 任务分组
- (void)runGroupWithGCD
{
    dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("runGroupWithGCD", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_group_t group =  dispatch_group_create();
    for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
        dispatch_group_async(group, concurrentQueue, ^{
            NSLog(@"%@ 执行任务一次",[NSThread currentThread]);
        });
    }

    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"%@ 执行任务结束",[NSThread currentThread]);
    });
}

将所有的任务都加入 group ，等待所有的任务执行完成后，dispatch_group_notify 会被调用。

<NSThread: 0x608000265180>{number = 4, name = (null)} 执行任务一次
<NSThread: 0x604000079a40>{number = 6, name = (null)} 执行任务一次
<NSThread: 0x60c000268780>{number = 5, name = (null)} 执行任务一次
<NSThread: 0x60c000267dc0>{number = 3, name = (null)} 执行任务一次
<NSThread: 0x608000265080>{number = 9, name = (null)} 执行任务一次
<NSThread: 0x600000265480>{number = 7, name = (null)} 执行任务一次
<NSThread: 0x60c00007f9c0>{number = 8, name = (null)} 执行任务一次
<NSThread: 0x608000264f40>{number = 10, name = (null)} 执行任务一次
<NSThread: 0x604000079a40>{number = 6, name = (null)} 执行任务一次
<NSThread: 0x608000265180>{number = 4, name = (null)} 执行任务一次
<NSThread: 0x60000006d180>{number = 1, name = main} 执行任务结束

GCD 任务分组和线程数量控制

利用 GCD 的 dispatch_group_t 和 semaphore 功能，我们可以做到控制线程数量，并且在所有任务执行完成之后得到通知。

// 任务分组 + 线程数量控制
- (void)runMaxCountInGroupWithGCD
{
    dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("runGroupWithGCD", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_group_t group =  dispatch_group_create();
    dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(2);

    for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
        dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        dispatch_group_async(group, concurrentQueue, ^{
            NSLog(@"%@ 执行任务一次",[NSThread currentThread]);
            dispatch_semaphore_signal(semaphore);
        });
    }
    
    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"%@ 执行任务结束",[NSThread currentThread]);
    });
}

执行之后，我们可以看到既控制了线程数量，也在执行任务完成之后得到了通知。

<NSThread: 0x604000269b40>{number = 3, name = (null)} 执行任务一次
<NSThread: 0x608000264780>{number = 4, name = (null)} 执行任务一次
<NSThread: 0x604000269b40>{number = 3, name = (null)} 执行任务一次
<NSThread: 0x608000264780>{number = 4, name = (null)} 执行任务一次
<NSThread: 0x608000264780>{number = 4, name = (null)} 执行任务一次
<NSThread: 0x608000264780>{number = 4, name = (null)} 执行任务一次
<NSThread: 0x604000269b40>{number = 3, name = (null)} 执行任务一次
<NSThread: 0x608000264780>{number = 4, name = (null)} 执行任务一次
<NSThread: 0x604000269b40>{number = 3, name = (null)} 执行任务一次
<NSThread: 0x60400007aa40>{number = 1, name = main} 执行任务结束