GCD初探

1. GCD介绍

1. 什么是GCD？
   GCD全称是Grand Central Dispatch，纯C语言，提供了非常多强大的函数
2. GCD的优势
   GCD是Apple为多核的并行计算提出的解决方案
   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
   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
3. 提示
   GCD存在于libdispatch.dylib这个库中，这个调度库包含了GCD的所有东西，任何iOS程序默认就加载了这个库，在程序的运行中会动态的加载这个库，不需要我们手动导入。
   GCD是纯C语言的，因此我们在编写GCD相关代码的时候，面对的是函数而不是方法。
   GCD中的函数大多数都以dispatch开头。

2. 任务和队列

GCD中有两个核心概念

• 任务：执行什么操作
• 队列：用来存放任务

GCD的使用就两个步骤

• 制定任务
• 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

tips:任务的取出遵循队列的FIFO原则：先进先出，后进后出

3. 执行任务

1. GCD中有两个用来执行任务的函数
   说明：把右边的参数/任务提交给左边的参数/队列进行执行

1.用同步的方式执行任务
dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
参数说明：
queue:队列
block:任务
2.用异步的方式执行任务
dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

2. 同步和异步的区别
   同步：在当前线程中执行
   异步：在另一条线程中执行

4. 队列

1. 队列的类型
   GCD的队列可以分为2大类型
   (1). 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，并发功能直邮在异步(dispatch_async)函数下才有效
   (2). 串行队列(Serial Dispatch Queue)
   让任务一个接一个执行(一个任务执行完毕后，再执行下一个任务)
2. 补充说明
   有4个术语比较容易混淆：同步、异步、并发、串行
   同步和异步决定了要不要开启新的线程
   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
   并发和串行决定了任务的执行关系
   并发：多个任务并发执行
   串行：一个任务执行完毕后，再执行下一个任务
3. 串行队列
   我们可以用串行队列代替锁去保护共享的数据。和锁不同的是，一个串行队列可以保证任务在一个可预知的顺序下执行。
   GCD中获得串行队列有两种途径

1.使用dispatch_queue_create函数创建串行队列
可以使用dispatch_retain和dispatch_release去增加/减少引用计数。
dispatch_queue_t dispatch_queue_create(const char *label, dispatch_queue_attr_t attr);//队列名称，队列属性(一般用NULL即可)
示例：
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("wedding",NULL);//创建
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)
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
示例：
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
这个函数的本质是一个宏定义：
__OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_6,__IPHONE_4_0)
DISPATCH_EXPORT struct dispatch_queue_s _dispatch_main_q;
#define dispatch_get_main_queue() \
DISPATCH_GLOBAL_OBJECT(dispatch_queue_t, _dispatch_main_q)

4. 并发队列
   GCD默认已经提供了全局的并发队列，提供整个应用使用，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_t priority, unsigned long flags);//此参数暂时无用，用0即可
示例：
这个参数是留给以后用的，暂时用不上，传个0。
第一个参数为优先级，这里选择默认的，获取一个全局的默认优先级的并发队列。
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);//获得全局并发队列
说明：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
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2)//低
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN//后台

5. 各种队列的执行效果

5. 代码示例

//1.获得全局的并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
//2.添加任务到队列中，就可以执行任务
//异步函数：具备开启新线程的能力
dispatch_async(queue, ^{
  NSLog(@"下载图片1----%@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_async(queue, ^{
  NSLog(@"下载图片2----%@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_async(queue, ^{
  NSLog(@"下载图片3----%@",[NSThread currentThread]);
});
//打印主线程
NSLog(@"主线程----%@",[NSThread mainThread]);

 //  后台执行：
 dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
      // something
 });

 // 主线程执行：
 dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
      // something
 });

 // 一次性执行：
 static dispatch_once_t onceToken;
 dispatch_once(&onceToken, ^{
     // code to be executed once
 });

 // 延迟2秒执行：
 double delayInSeconds = 2.0;
 dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, delayInSeconds * NSEC_PER_SEC);
 dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^(void){
     // code to be executed on the main queue after delay
 });

 // 自定义dispatch_queue_t
 dispatch_queue_t urls_queue = dispatch_queue_create("blog.devtang.com", NULL);
 dispatch_async(urls_queue, ^{  
　 　// your code 
 });
 dispatch_release(urls_queue);

 // 合并汇总结果
 dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
 dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
      // 并行执行的线程一
 });
 dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
      // 并行执行的线程二
 });
 dispatch_group_notify(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
      // 汇总结果
 });

6. 一个应用GCD的例子：

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://www.baidu.com"];
        NSError * error;
        NSString * data = [NSString stringWithContentsOfURL:url encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];
        if (data != nil) {
            dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
                NSLog(@"call back, the data is: %@", data);
            });
        } else {
            NSLog(@"error when download:%@", error);
        }
    });

GCD的另一个用处是可以让程序在后台较长久的运行。
在没有使用GCD时，当app被按home键退出后，app仅有最多5秒钟的时候做一些保存或清理资源的工作。但是在使用GCD后，app最多有10分钟的时间在后台长久运行。这个时间可以用来做清理本地缓存，发送统计数据等工作。

// AppDelegate.h文件
@property (assign, nonatomic) UIBackgroundTaskIdentifier backgroundUpdateTask;

// AppDelegate.m文件
- (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application
{
    [self beingBackgroundUpdateTask];
    // 在这里加上你需要长久运行的代码
    [self endBackgroundUpdateTask];
}

- (void)beingBackgroundUpdateTask
{
    self.backgroundUpdateTask = [[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:^{
        [self endBackgroundUpdateTask];
    }];
}

- (void)endBackgroundUpdateTask
{
    [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask: self.backgroundUpdateTask];
    self.backgroundUpdateTask = UIBackgroundTaskInvalid;
}