3.2 GCD 的 API

作者: 一本大书 | 来源:发表于2017-01-25 14:30 被阅读25次

3.2.1 Dispatch Queue

开发者要做的只是定义想执行的任务并追加到适当的 Dispatch Queue 中。
Dispatch Queue 按照追加的顺序（先进先出 FIFO，First-In-First-Out）执行处理。

Dispatch Queue 可分为以下2种:

Serial Dispatch Queue （等待现在执行中处理结束）
Concurrent Dispatch Queue （不等待现在执行中处理结束）

Concurrent Dispatch Queue 并行执行的处理数受以下因素影响:

Dispatch Queue 中的处理数
CPU内核数
CPU负荷

并行执行，就是使用多个线程同时执行多个处理。如下图。

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如何才都能得到以上提到的两种 Dispatch Queue，有两种方法。（往下看）

3.2.2 dispatch_queue_create (方法1)

// 生成 Serial Dispatch Queue
dispatch_queue_t mySerialDispatchQueue = dispatch_queue_create("这个字符串用来标记这个线程，根据开发需要命名", NULL);
// 生成 Concurrent Dispatch Queue
dispatch_queue_t myConcurrentDispatchQueue = dispatch_queue_create("这个字符串用来标记这个线程，根据开发需要命名", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

多个 Serial Dispatch Queue 可并发执行。
系统对于一个 Serial Dispatch Queue 就只能生成并使用一个线程，如果生成2000个 Serial Dispatch Queue，那么就是生成2000个线程。
如果过多使用多线程，就会消耗大量内存，引起大量的上下文切换，大幅度降低系统的响应性能。
（todo: 写一下关于上下文切换的帖子）

生成的 Dispatch Queue 需要程序员负责释放。
通过 dispatch_queue_create 生成的 Dispatch Queue 由 dispatch_release 函数释放。

dispatch_release(myConcurrentDispatchQueue); // 非arc的环境下

3.2.3 Main Dispatch Queue / Global Dispatch Queue （方法2）

获取系统标准提供的 Dispatch Queue。
比方法1更为方便快捷

    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        // 可并行执行的处理
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            // 只能在主线程中执行的处理
        });
    });

这里的 DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 宏定义如下，第一个参数通常直接填 0。

#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2)
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN

3.2.4 dispatch_set_target_queue

用来变更Dipatch Queue的优先级。

    dispatch_queue_t mySerialDispatchQueue = dispatch_queue_create("这个字符串用来标记这个线程，根据开发需要命名", NULL);
    dispatch_queue_t globalDispatchQueueBackground = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND, 0);
    // mySerialDispatchQueue 的优先级变为 DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND
    dispatch_set_target_queue(mySerialDispatchQueue, globalDispatchQueueBackground);

3.2.5 dispatch_after

跟定时器差不多，不准确，有可能等待时间大于3秒，这是受当前 Main Dispatch Queue 是否繁忙影响。

    dispatch_time_t time = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 3ull * NSEC_PER_SEC);
    dispatch_after(time, dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"waited at last three seconds");
    });

第二个参数指定要追加处理的 Dispatch Queue。
第一个参数是 dispatch_time_t 类型。

/* dispatch_time 生成 dispatch_time_t 所需的第一个参数 */
#define DISPATCH_TIME_NOW (0ull)
#define DISPATCH_TIME_FOREVER (~0ull)

3.2.6 Dispatch Group

dispatch_group_notify

在所有追加进去的处理都结束了之后，在主线程执行处理。

    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, ^{NSLog(@"blk0");});
    dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@"blk1");});
    dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@"blk2");});

    // dispatch_group_notify 第一个参数为要监视的 Dispatch Group，
    // 将第三个参数的 Block 追加到 第二个参数的 Dispatch Queue 中。
    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"done");
    });
    dispatch_release(group);

输出结果：

blk1
blk2
blk0
done

dispatch_group_wait

    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, ^{NSLog(@"blk0");});
    dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@"blk1");});
    dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@"blk2");});

    dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    dispatch_release(group);

从字面上就能理解，dispatch_group_wait 的第二个参数表示等待的时间，DISPATCH_TIME_FOREVER 意味着永久等待。

    dispatch_time_t time = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 1ull * NSEC_PER_SEC);
    long result = dispatch_group_wait(group, time);
    if (result == 0) {
        // 属于 Dispatch Group 的全部处理执行结束
    } else {
        // 还在执行
    }

dispatch_group_wait 的第二个参数为等待的时间（超时时间）。
如果在这个时间之后，result == 0，说明追加进去的处理都执行结束了。
如果 dispatch_group_wait 第二个参数的time为 DISPATCH_TIME_NOW，就不用任何等待就可以判定属于 Dipatch Group 的处理是否执行结束。

3.2.7 dispatch_barrier_async

书本在这一小节里提及最多的就是数据的读写，数据竞争等问题。

    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.example.gcd.ForBarrier", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_async(queue, blk0_for_reading);
    dispatch_async(queue, blk1_for_reading);
    dispatch_async(queue, blk2_for_reading);
    dispatch_async(queue, blk3_for_reading);
    dispatch_barrier_async(queue, blk_for_writing);
    dispatch_async(queue, blk4_for_reading);
    dispatch_async(queue, blk5_for_reading);
    dispatch_async(queue, blk6_for_reading);
    dispatch_async(queue, blk7_for_reading);

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3.2.8 dispatch_sync

dispatch_sync 是简易版的 dispatch_group_wait 函数。
容易因此死锁，尽量避免使用吧。

3.2.9 dispatch_apply

该函数按指定的次数将指定的 Block 追加到指定的 Dispatch Queue 中，并等待全部处理执行结束。

    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    dispatch_apply(10, queue, ^(size_t index) {
        NSLog(@"%zu", index);
    });
    NSLog(@"done");

执行结果

4
1
0
3
5
2
6
8
9
7
done

dispatch_apply 会等待全部处理执行结束。
第一个参数为重复次数，第二个参数为追加对象的 Dispatch Queue，第三个参数为追加的处理。

因为 dispath_apply 与 dispatch_sync 相同，会等待处理执行结束，因此推荐在 dispatch_async 函数中非同步地执行 dispatch_apply 函数。

    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        
        dispatch_apply([array count], queue, ^(size_t index) {
            
            // 在这里处理数组里边的元素
        });
        
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            
            NSLog(@"done");
        });
    });

3.2.10 dispatch_suspend / dispatch_resume

dispatch_suspend 函数挂起指定的 Dispatch Queue。
dispatch_resume 函数恢复指定的 Dispatch Queue。

这些函数对已经执行的处理没有影响。

3.2.11 Dispatch Semaphore

这么理解，通过 dispatch_semaphore_create 创建的 semaphore 有一个计数器（第一个参数），而 dispatch_semaphore_wait 函数在遇到 semphore(第一个参数) 大于等于1的情况下才能继续往下执行，dispatch_semaphore_signal 函数可以给 semphore 的计数器加1。
通过以上方式可以进行排异处理，仔细体会以下代码。

    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);
    NSMutableArray *array = [NSMutableArray array];
    for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
        dispatch_async(queue, ^{
            dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
            [array addObject:[NSNumber numberWithInt:i]];
            dispatch_semaphore_signal(semaphore);
        });
    }

3.2.12 dispatch_once

用来创建单例。

    static dispatch_once_t pred;
    dispatch_once(&pred, ^{
        // 初始化
    });

3.2.13 Dispatch I/O
同多 Dispatch I/O 读写文件时，使用 Global Dispatch Queue 将1个文件按某个大小 read/write。

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