重点 (四) : GCD

作者: JonesCxy | 来源:发表于2016-09-01 09:21 被阅读96次

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

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

任务和队列

GCD中有2个核心概念

任务：执行什么操作

队列：用来存放任务

GCD的使用就2个步骤

定制任务

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

任务的取出遵循队列的FIFO原则：先进先出，后进后出

1.png

执行任务

GCD中有2个用来执行任务的函数

用同步的方式执行任务

dispatch_sync(dispatch_queue_tqueue, dispatch_block_tblock);

queue：队列

block：任务

用异步的方式执行任务(主要掌握)

dispatch_async(dispatch_queue_tqueue, dispatch_block_tblock);

同步和异步的区别

同步：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：可以在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力

2.png

队列的类型

GCD的队列可以分为2大类型

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）

注意: 并发功能只有在异步（dispatch_async）函数下才有效

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）

3.png

4.png

容易混淆的术语

有4个术语比较容易混淆：同步、异步、并发、串行

同步和异步主要影响：能不能开启新的线程

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

并发和串行主要影响：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

注意:同步函数+主队列 == 死锁(会卡死)

(我们都应该清楚，同步任务有一个特性，只要一添加到队列中就要马上执行，主队列中永远就只要一条线程——主线程，此时主线程在等待着主队列调度同步任务，而主队列发现主线程上还有任务未执行完，就不会让同步任务添加到主线程上，由此就造成了互相等待（主队列在等待主线程执行完已有的任务，而主线程又在等待主队列调度同步任务！此时也就是所谓的死锁了!)

/**

sync -- 主队列(不能用---会卡死)

(void)syncMainQueue

{

NSLog(@"syncMainQueue----begin--");



 1.主队列(添加到主队列中的任务，都会自动放到主线程中去执行)

dispatch_queue_tqueue = dispatch_get_main_queue();



 2.添加 任务 到主队列中 异步 执行

dispatch_sync(queue, ^{

    NSLog(@"-----下载图片1---%@", [NSThread currentThread]);

});

dispatch_sync(queue, ^{

    NSLog(@"-----下载图片2---%@", [NSThread currentThread]);

});

dispatch_sync(queue, ^{

    NSLog(@"-----下载图片3---%@", [NSThread currentThread]);

});
NSLog(@"syncMainQueue----end--");

}

5.png

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_tpriority, 队列的优先级

unsigned longflags); 此参数暂时无用，用0即可

全局并发队列

dispatch_queue_t queue =

dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

(里面的参数第一个为优先级,可以默认为固定写法)列

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

6.png

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, 队列名称

dispatch_queue_attr_tattr);
队列属性，一般用NULL即可

创建一个串行队列

dispatch_queue_t queue =
dispatch_queue_create("cn.itcast.queue", NULL);

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,肯定是串行队列）

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

dispatch_queue_t queue =
dispatch_get_main_queue();

各种队列的执行效果

7.png

注意

使用dispatch_sync函数往当前串行队列中添加任务，会卡住当前的串行队列

8.png

线程间通信示例

从子线程回到主线程

dispatch_async(

dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{

  执行耗时的异步操作...

  dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{

  回到主线程，执行UI刷新操作


  });

});

延时执行

iOS常见的延时执行有2种方式

调用NSObject的方法(一旦定制好延迟任务后,不会卡主当前线程:经常使用)

1.注意:自动回到当前线程(在哪个线程调的就回到哪个线程)调用self的download方法,并且传递参数

withObject:参数

afterDelay:延迟的时间

[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:2.0];

设定好延迟的时间后,它会先执行后边的代码,2秒后再调用self的run方法(并且不会卡主线程,在主线程调最后会回到主线程,在子线程调最后会回到子线程)

2.使用GCD函数(3秒后自动开启新线程执行block中的代码,不会卡主当前的线程,在主/子线程调用都可以使用)

DISPATCH_TIME_NOW:现在开始的意

2.0* NSEC_PER_SEC:设置的秒数(直接更改数字即可)

dispatch_get_main_queue():主队列的意思

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(),
^{

2秒后执行这里的代码...

在哪个线程执行，跟队列类型有关

});

3.会卡主线程(不推荐使用)

[NSThread
sleepForTimeInterval:3]

一次性代码

使用dispatch_once函数能保证某段代码在程序运行过程中只被执行1次

static dispatch_once_tonceToken;

dispatch_once(&onceToken, ^{

 程序运行过程中,永远只执行1次的代码(这里面默认是线程安全的)

});

队列组

有这么1种需求

首先：分别异步执行2个耗时的操作

其次：等2个异步操作都执行完毕后，再回到主线程执行操作

如果想要快速高效地实现上述需求，可以考虑用队列组(先创建一个队列组,再把要执行的一个异步操作放入队列组的block当中)

dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

dispatch_group_async(group,
dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{

 执行1个耗时的异步操作

});

dispatch_group_async(group,
dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{

 执行1个耗时的异步操作

});

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...

});

注意:这个组的特点,它会等组里面所有的任务(同上的两个block代码内容)都执行完了以后,它会调用_notify里面的这个block;

********************笔记**************************

补充

1-1 关于GCD中的创建和释放

在iOS6.0之前，在GCD中每当使用带creat单词的函数创建对象之后，都应该对其进行一次release操作。在iOS6.0之后，GCD被纳入到了ARC的内存管理机制中，在使用GCD的时候我们就像对待普通OC对象一样对待GCD,因此不再需要我们调用release方法。

1-2 GCD中设置队列的优先级

01 使用create函数创建出来的队列不论是串行队列还是并发队列，，其执行任务线程的优先级都是默认优先级。

02 可以通过set_target_queue来变更队列的优先级。第一个参数传通过creat创建出来的队列，后面一个参数传指定了优先级的全局并发队列。第一个参数如果传主队列或者全局并发队列的话，那么执行结果是未知的。

1-3 暂停和恢复。

GCD中的队列也是可以暂停和恢复的，直接把相应的队列作为参数就传递就可以。使用dispatch_resume(queue1);和dispatch_suspend(queue1);

1-4 GCD中可以不使用block而使用函数。

1-5 在NSOperation中关于main方法的调用问题。

先调用start方法，在start方法内部会调用main方法。可以通过代码来进行验证。

参考资料：https://developer.apple.com/library/ios/documentation/Performance/Reference/GCD_libdispatch_Ref/index.html#//apple_ref/c/func/dispatch_queue_create

补充

使用Crearte函数创建的并发队列和全局并发队列的主要区别：

1.全局并发队列在整个应用程序中本身是默认存在的，并且对应有高优先级、默认优先级、低优先级和后台优先级一共四个并发队列，我们只是选择其中的一个直接拿来用。而Crearte函数是实打实的从头开始去创建一个队列。

2.在iOS6.0之前，在GCD中凡是使用了带Crearte和retain的函数在最后都需要做一次release操作。而主队列和全局并发队列不需要我们手动release。当然了，在iOS6.0之后GCD已经被纳入到了ARC的内存管理范畴中，即便是使用retain或者create函数创建的对象也不再需要开发人员手动释放，我们像对待普通OC对象一样对待GCD就OK。

3.在使用栅栏函数的时候，苹果官方明确规定栅栏函数只有在和使用create函数自己的创建的并发队列一起使用的时候才有效（没有给出具体原因）

4.其它区别涉及到XUN内核的系统级线程编程，不一一列举。

5.给出一些参考资料（可以自行研究）：

GCDAPI:https://developer.apple.com/library/ios/documentation/Performance/Reference/GCD_libdispatch_Ref/index.html#//apple_ref/c/func/dispatch_queue_create

Libdispatch版本源码：http://www.opensource.apple.com/source/libdispatch/libdispatch-187.5/

（1）GCD基本使用【重点】

01 异步函数+ 并发队列：开启多条线程，并发执行任务

02 异步函数+ 串行队列：开启一条线程，串行执行任务

03 同步函数+ 并发队列：不开线程，串行执行任务

04 同步函数+ 串行队列：不开线程，串行执行任务

05 异步函数+ 主队列：不开线程，在主线程中串行执行任务

06 同步函数+ 主队列：不开线程，串行执行任务（注意死锁发生）

07 注意同步函数和异步函数在执行顺序上面的差异

（2）GCD线程间通信

0.获取一个全局的队列

dispatch_queue_t queue
= dispatch_get_global_queue(0, 0);

1.先开启一个线程，把下载图片的操作放在子线程中处理

dispatch_async(queue,
^{

2.下载图片

NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://h.hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/6a63f6246b600c3320b14bb3184c510fd8f9a185.jpg"];



NSData*data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];

UIImage*image = [UIImage imageWithData:data];

NSLog(@"下载操作所在的线程--%@",[NSThread currentThread]);

3.回到主线程刷新UI

dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{

self.imageView.image = image;

    打印查看当前线程

  NSLog(@"刷新UI---%@",[NSThread currentThread]);

});

});

（3）GCD其它常用函数

01 栅栏函数（控制任务的执行顺序）

dispatch_barrier_async(queue,
^{

NSLog(@"--dispatch_barrier_async-");

});

02 延迟执行（延迟·控制在哪个线程执行）

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW,
(int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)),
dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{

NSLog(@"---%@",[NSThread currentThread]);

});

03 一次性代码（注意不能放到懒加载）

-(void)once

{

整个程序运行过程中只会执行一次

onceToken用来记录该部分的代码是否被执行过

static dispatch_once_t onceToken;

dispatch_once(&onceToken, ^{

NSLog(@"-----");

});

}

04 快速迭代（开多个线程并发完成迭代操作,可能会提高一定的性能）

dispatch_apply(subpaths.count,
queue, ^(size_t index) {

});

05 队列组（同栅栏函数）

创建队列组

dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

队列组中的任务执行完毕之后，执行该函数

dispatch_group_notify(dispatch_group_t
group,

            dispatch_queue_t queue,

 
            dispatch_block_t

block);

代码案例:
-(void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event

{

[self syncWithMain];

}

同步函数+主队列:死锁

-(void)syncWithMain

{

NSLog(@"-----");

1.获得主队列

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

dispatch_sync(queue, ^{

NSLog(@"1---%@",[NSThread
currentThread]);

});

}

异步函数+主队列:不会开线程,串行执行

凡是在主队列中的任务都在主线程中去执行

-(void)asyncWithMain

{

1.获得主队列

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

异步函数

dispatch_async(queue, ^{

NSLog(@"1---%@",[NSThread
currentThread]);

});

}

同步函数+并发队列:不会开线程,串行执行

-(void)syncWithConcuerrent

{

获得全局并发队列

dispatch_queue_t queue =
dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

同步函数

dispatch_sync(queue, ^{

NSLog(@"1---%@",[NSThread
currentThread]);

});

}

同步函数+串行队列:不会开线程,串行执行

-(void)syncWithserial

{

1.创建队列(串行队列)

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.download",
DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

同步函数

dispatch_sync(queue, ^{

NSLog(@"1---%@",[NSThread
currentThread]);

});

}

异步函数+串行队列:会开1条线程,串行执行

-(void)asyncWithserial

{

1.创建队列(串行队列)

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.download",
DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

异步函数

dispatch_async(queue, ^{

NSLog(@"1---%@",[NSThread
currentThread]);

});

}
异步函数+并发队列:会开线程,会开启多条线程,并发执行

-(void)asyncWithConcurrent

{

1.创建队列(并发队列)

 第一个参数:C语言的字符传,标签

 第二个参数:队列的类型

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.download",
DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

异步函数

dispatch_async(queue, ^{

NSLog(@"1---%@",[NSThread
currentThread]);

});

}

重点 (四) : GCD

define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2

define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT

define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) 低

define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN 后台

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