串行队列和并行队列
在系统底层，程序是运行在线程之中的，为了简化线程操作，GCD封装了队列的概念用来处理任务。串行队列一般只分配一个线程，所有任务按照进入的先后顺序来处理，并行队列至少分配一个线程，多个任务可以同时处理。
创建队列
convenience init(label: String, qos: DispatchQoS = .unspecified, attributes: DispatchQueue.Attributes = [], autoreleaseFrequency: DispatchQueue.AutoreleaseFrequency = .inherit, target: DispatchQueue? = nil)
- label：用于在调试时标记队列的标签，建议使用类似com.example.myqueue的名称。
- qos：队列的服务质量级别，用于确定队列执行任务的优先级。
- attributes：队列的属性，concurrent表示队列为并行队列(默认为串行队列)，initiallyInactive表示队列创建后不会自动执行，需要调用activate方法才会执行(默认会自动执行)。
- autoreleaseFrequency：表示队列自动释放对象的频率。
- target：队列的目标队列，用于将队列的任务重定向到目标队列执行，目标队列的优先级影响队列的优先级。目标队列不能有重复依赖，例如A队列的目标队列是B，B队列的目标队列是A。
QoS级别
一共有5 个不同的 QoS 级别，优先级从高往低排序如下：
- userInteractive： 用户交互相关的，例如动画，事件处理，界面更新，优先级最高。
- userInitiated： 用户执行操作需要立即得到结果的，例如用户点击一封邮件要获取邮件内容。
- default：默认的级别。
- utility： 用户需要一些时间才能得到结果的，例如下载文件，完成后通知用户。
- background： 工作要很长时间且用户看不见的，例如索引，同步操作和备份等，优先级最低。
还有一个特殊的QoS级别unspecified，这个时候系统根据环境自动推断QoS级别。
主队列和全局队列
主队列是一个串行队列，它主要处理 UI 相关任务，也可以处理其他类型任务，但为了性能考虑，尽量让主队列执行 UI 相关或少量不耗时的操作。
全局队列是一个并行队列，一共有5个全局队列对于不同的QoS级别。
避免创建过多的线程
当并行队列的任务阻塞线程时，系统会创建其它线程来运行排队的任务，如果阻塞线程的任务过多，系统可能会耗尽线程，所以尽量不要在并行队列的任务中阻塞线程。
每个队列都占用线程资源，创建过多的并行队列会消耗线程资源，尽可能使用全局队列而不是创建并行队列，对于串行任务，请将串行队列的目标队列设置为全局队列，这样可以减少队列创建的线程数量。
同步执行和异步执行
调用队列的sync方法同步执行任务，任务执行完了sync方法才会返回，调用当前队列的sync方法会导致死锁，sync方法会尽可能在当前线程上执行任务，主队列的任务总是在主线程上运行。
调用队列的async方法异步执行任务，该方法不会阻塞当前线程，任务在其它线程上运行。
同步执行串行队列任务：
func printCurrentThread() {
print("current thread: \(Thread.current), is main thread: \(Thread.isMainThread)")
}
func print123(_ tag:String){
for i in 0...2{
print(tag+String(i+1))
usleep(100*1000)
}
}
@IBAction func testButtonDidClick(_ sender: Any) {
let queue=DispatchQueue(label: "com.studyswift.queue")
queue.sync {
self.printCurrentThread()
self.print123("🍎")
}
print("execute second task")
queue.sync {
self.printCurrentThread()
self.print123("🌰")
}
}
结果：
current thread: <NSThread: 0x600002caa8c0>{number = 1, name = main}, is main thread: true
🍎1
🍎2
🍎3
execute second task
current thread: <NSThread: 0x600002caa8c0>{number = 1, name = main}, is main thread: true
🌰1
🌰2
🌰3
异步执行串行队列任务：
@IBAction func testButtonDidClick(_ sender: Any) {
let queue=DispatchQueue(label: "com.studyswift.queue")
queue.async {
self.printCurrentThread()
self.print123("🍎")
}
print("execute second task")
queue.async {
self.printCurrentThread()
self.print123("🌰")
}
}
结果：
execute second task
current thread: <NSThread: 0x60000278eac0>{number = 3, name = (null)}, is main thread: false
🍎1
🍎2
🍎3
current thread: <NSThread: 0x60000278eac0>{number = 3, name = (null)}, is main thread: false
🌰1
🌰2
🌰3
同步执行并行队列任务：
@IBAction func testButtonDidClick(_ sender: Any) {
let queue=DispatchQueue(label: "com.studyswift.queue",attributes:[.concurrent])
queue.sync {
self.printCurrentThread()
self.print123("🍎")
}
print("execute second task")
queue.sync {
self.printCurrentThread()
self.print123("🌰")
}
}
结果：
current thread: <NSThread: 0x600000141a00>{number = 1, name = main}, is main thread: true
🍎1
🍎2
🍎3
execute second task
current thread: <NSThread: 0x600000141a00>{number = 1, name = main}, is main thread: true
🌰1
🌰2
🌰3
异步执行并行队列任务：
@IBAction func testButtonDidClick(_ sender: Any) {
let queue=DispatchQueue(label: "com.studyswift.queue",attributes:[.concurrent])
queue.async {
self.printCurrentThread()
self.print123("🍎")
}
print("execute second task")
queue.async {
self.printCurrentThread()
self.print123("🌰")
}
}
结果：
execute second task
current thread: <NSThread: 0x600002377980>{number = 3, name = (null)}, is main thread: false
🍎1
current thread: <NSThread: 0x600002377bc0>{number = 4, name = (null)}, is main thread: false
🌰1
🍎2
🌰2
🍎3
🌰3
延迟执行
使用asyncAfter可以延迟执行任务。
@IBAction func testButtonDidClick(_ sender: Any) {
print("print hello after 5 seconds")
DispatchQueue.global().asyncAfter(deadline: .now()+5, execute: {print("hello")})
}
栅栏任务
栅栏任务的特性是它会先等待队列中已有的任务执行完成后再执行，在它之后加入的任务也必须等栅栏任务执行完后才能执行，创建栅栏任务的方法是添加barrier标志。
@IBAction func testButtonDidClick(_ sender: Any) {
let queue=DispatchQueue(label: "com.studyswift.queue",attributes:[.concurrent])
queue.async {
self.printCurrentThread()
self.print123("🍎")
}
queue.async {
self.printCurrentThread()
self.print123("🌰")
}
queue.async(flags:.barrier,execute:{
self.printCurrentThread()
self.print123("🍌")
})
queue.async {
self.printCurrentThread()
self.print123("🍓")
}
queue.async {
self.printCurrentThread()
self.print123("🍊")
}
}
结果：
current thread: <NSThread: 0x600002ab4540>{number = 3, name = (null)}, is main thread: false
current thread: <NSThread: 0x600002abd080>{number = 4, name = (null)}, is main thread: false
🍎1
🌰1
🍎2
🌰2
🍎3
🌰3
current thread: <NSThread: 0x600002abd080>{number = 4, name = (null)}, is main thread: false
🍌1
🍌2
🍌3
current thread: <NSThread: 0x600002abd080>{number = 4, name = (null)}, is main thread: false
🍓1
current thread: <NSThread: 0x600002ab4540>{number = 3, name = (null)}, is main thread: false
🍊1
🍓2
🍊2
🍓3
🍊3
迭代任务
concurrentPerform 方法将任务放在多个线程中执行指定迭代次数，它会等待所有迭代执行完才会返回。
@IBAction func testButtonDidClick(_ sender: Any) {
let queue=DispatchQueue(label: "com.studyswift.queue",attributes:[.concurrent])
queue.async {
DispatchQueue.concurrentPerform(iterations: 5, execute: {index in
self.printCurrentThread()
print(index)
})
}
}
结果：
current thread: <NSThread: 0x600002178900>{number = 5, name = (null)}, is main thread: false
0
current thread: <NSThread: 0x60000214b380>{number = 3, name = (null)}, is main thread: false
current thread: <NSThread: 0x600002178900>{number = 5, name = (null)}, is main thread: false
4
current thread: <NSThread: 0x60000214b340>{number = 6, name = (null)}, is main thread: false
1
current thread: <NSThread: 0x600002178480>{number = 4, name = (null)}, is main thread: false
2
3
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