iOS GCD （一）

概述

略

串行队列和并行队列

串行队列 - Serial Dispatch Queue

• 一个串行队列只存在一个线程，同时执行的处理数只有一个，并且是按顺序执行；
• 在多个线程更新相同资源导致数据竞争时使用Serial Dispatch Queue;
• 串行队列创建

// 第一个参数为队列的名称；第二个参数填NULL(或者DISPATCH_QUEUE_SERIAL)即为串行队列
dispatch_queue_t serialDispatchQueue = dispatch_queue_create("serialDispatchQueue_0", NULL);

并行队列 - Concurrent Dispatch Queue

• 一个并行队列有多个线程，同时执行多个处理，处理之间无顺序；
• 当想并行执行不发生数据竞争等问题的处理时，使用Concurrent Dispatch Queue
• 并行队列的创建

// 第二个参数填DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT即为并行队列
dispatch_queue_t concurrentDispatchQueue = dispatch_queue_create("concurrentDispatchQueue_0", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

并行执行的处理的数量问题

并行执行的处理可能出现的情况有多种：

• 创建多个 Serial Dispatch Queue；
• 一个Concurrent Dispatch Queue中有多个处理，或者多个Concurrent Dispatch Queue；
• 同时存在Serial Dispatch Queue和Concurrent Dispatch Queue。

在这些情况中，只有Concurrent Dispatch Queue中的处理的数量是取决于当前系统的状态的，即iOS和OS X基于 Dispatch Queue 中的处理数、CPU核数以及CPU负荷等当前系统的状态。iOS和OS X的核心 --- XNU内核决定应当使用的线程数，并只生成所需的线程执行处理，另外，当执行的处理数减少时，XNU内核会结束不需要的线程。

对于其他的情况，处理的数量不受限制，大量生成就会占用资源，消耗大量内存，尤其是生成大量的 Serial Dispatch Queue。

内存管理

在iOS6.0（包括6.0）和OS X10.8（包括10.8）之后的版本中，开启ARC的情况下不需要通过dispatch_release()手动管理释放GCD对象；
而在此版本之前是需要手动管理的，略去不表。

Dispatch Queue的使用

通过异步添加进队列的方法dispatch_async()往队列里面添加要执行的任务，如下：

dispatch_queue_t serialDispatchQueue = dispatch_queue_create("serialDispatchQueue_0", NULL);
dispatch_async(serialDispatchQueue, ^{
    NSLog(@"串行队列中的任务");
});

dispatch_queue_t concurrentDispatchQueue = dispatch_queue_create("concurrentDispatchQueue_0", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(concurrentDispatchQueue, ^{
    NSLog(@"并行队列中的任务");
});

同步添加任务和异步添加任务

异步添加任务的方法：dispatch_async()

不会等待添加进队列的任务执行，就会执行后面的代码，即异步执行。如下代码：

    dispatch_queue_t serialDispatchQueue = dispatch_queue_create("serialDispatchQueue_0", NULL);
    NSLog(@"1");
    dispatch_async(serialDispatchQueue, ^{
        NSLog(@"串行队列中的任务");
    });
    NSLog(@"2");

结果如下：

2018-09-30 16:08:47.066070+0800 GCDTest[15737:1710164] 1
2018-09-30 16:08:47.066279+0800 GCDTest[15737:1710164] 2
2018-09-30 16:08:47.066334+0800 GCDTest[15737:1710258] 串行队列中的任务

同步添加任务的方法：dispatch_sync()

会等待添加进队列的任务执行完成，然后再执行后面的代码，会阻塞线程，如下代码：

dispatch_queue_t serialDispatchQueue = dispatch_queue_create("serialDispatchQueue_0", NULL);
NSLog(@"1");
dispatch_sync(serialDispatchQueue, ^{
    NSLog(@"串行队列中的任务");
});
NSLog(@"2");

结果如下:

2018-09-30 16:02:02.730673+0800 GCDTest[15673:1700905] 1
2018-09-30 16:02:02.730834+0800 GCDTest[15673:1700905] 串行队列中的任务
2018-09-30 16:02:02.730920+0800 GCDTest[15673:1700905] 2

使用这个函数添加任务，容易导致死锁，尤其是在串行队列，几乎不能使用dispatch_sync函数，看下面代码

    dispatch_queue_t mainqueue = dispatch_get_main_queue();
    dispatch_sync(mainqueue, ^{
        NSLog(@"hellow");
    });

按照代码的意思，主队列执行dispatch_sync函数，如果执行完追加到主队列的blcok就会接着往下走，但是dispatch_sync却要等待主队列执行完dispatch_sync函数的代码，才会执行追加到主队列的block，这样就出现的了相互等待，导致死锁。下面的代码一样会导致死锁

    dispatch_queue_t mainqueue = dispatch_get_main_queue();
    dispatch_async(mainqueue, ^{
        dispatch_sync(mainqueue, ^{
            NSLog(@"hellow");
        });        
    });

串行队列总是按顺序执行，虽然是异步追加，主队列也是要等待block执行完成才会往下执行。

Main Dispatch Queue和Global Dispatch Queue

Main Dispatch Queue是在主线程执行的队列，因为主线程只有1个，所以为Serial Dispatch Queue。添加到Main Dispatch Queue中的任务，在主线程的RunLoop中执行，所以更新界面的操作一般追加到Main Dispatch Queue中

    dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();
    dispatch_async(mainQueue, ^{
        NSLog(@"主线程执行任务");
    });

Global Dispatch Queue是所有应用程序都能够使用的Concurrent Dispatch Queue,有四个优先级

• Height Priority --- DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH
• Default Priority --- DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT
• Low Priority --- DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW
• Background Priority --- DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND

    // 第二个参数是备用的，填0就可以
    dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    dispatch_async(globalQueue, ^{
        NSLog(@"全局队列执行任务");
    });

dispatch_queue_create创建的队列，无论是Serial Dispatch Queue还是Concurrent Dispatch Queue默认优先级均为 DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT

dispatch_set_target_queue

dispatch_set _target_queue(参数一,参数二 )，参数一是需要变更的队列，参数二是目标队列，最后两个队列的优先级别相同，均为目标队列的优先级。

dispatch_set_target_queue有两个作用，即变更队列的优先级和使目标队列变为执行阶层

• 变更队列优先级

    dispatch_queue_t serialQueue_0 = dispatch_queue_create("serialQueue_0", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_queue_t targetQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW, 0);
    
    dispatch_async(serialQueue_0, ^{
        NSLog(@"queue_0");
    });
    dispatch_set_target_queue(serialQueue_0, targetQueue);

这样队列serialQueue_0的优先级与targetQueue队列的优先级相同，但是我觉得并没有什么用，看下面的代码：

    dispatch_queue_t serialQueue_0 = dispatch_queue_create("serialQueue_0", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_queue_t serialQueue_1 = dispatch_queue_create("serialQueue_1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_queue_t targetQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW, 0);

    dispatch_async(serialQueue_0, ^{
        NSLog(@"queue_0");
    });
    dispatch_async(serialQueue_1, ^{
        NSLog(@"queue_1");
    });
    dispatch_set_target_queue(serialQueue_0, targetQueue);
    
    dispatch_async(serialQueue_0, ^{
        NSLog(@"queue_0");
    });
    dispatch_async(serialQueue_1, ^{
        NSLog(@"queue_1");
    });

按照上面的代码分析，应该队列serialQueue_0在修改优先级之后，其优先级低于serialQueue_1，可是运行结果不是一定的，如下

2018-10-08 10:40:35.329235+0800 GCDTest[3623:1303883] queue_0
2018-10-08 10:40:35.329236+0800 GCDTest[3623:1303885] queue_1
2018-10-08 10:40:35.329406+0800 GCDTest[3623:1303885] queue_1
2018-10-08 10:40:35.329422+0800 GCDTest[3623:1303883] queue_0

2018-10-08 10:37:27.117724+0800 GCDTest[3595:1298718] queue_1
2018-10-08 10:37:27.117724+0800 GCDTest[3595:1298715] queue_0
2018-10-08 10:37:27.117930+0800 GCDTest[3595:1298718] queue_1
2018-10-08 10:37:27.117934+0800 GCDTest[3595:1298715] queue_0

由于没有一个像样的方法（dipatch_queue_attr_make_with_qos_class函数可以修改，不过不太一样）去指定queue_1的优先级，所以个人觉得，改变优先级的功能少用。

• 使目标队列变为执行阶层

如果将多个Serial Dispatch Queue使用dispatch_set_target_queue指定到了同一目标(Serial Dispatch Queue)，那么这些串行queue在目标queue上就是同步执行的，不再是并行执行

    dispatch_queue_t serialQueue_0 = dispatch_queue_create("serialQueue_0", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_queue_t serialQueue_1 = dispatch_queue_create("serialQueue_1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_queue_t serialQueue_2 = dispatch_queue_create("serialQueue_3", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_queue_t targetQueue = dispatch_queue_create("serialQueue_target", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

    dispatch_set_target_queue(serialQueue_0, targetQueue);
    dispatch_set_target_queue(serialQueue_1, targetQueue);
    dispatch_set_target_queue(serialQueue_2, targetQueue);
    
    dispatch_async(serialQueue_0, ^{
        NSLog(@"queue_0");
        [NSThread sleepForTimeInterval:2.f];
        NSLog(@"queue_0 sleep");
    });
    dispatch_async(serialQueue_1, ^{
        NSLog(@"queue_1");
        [NSThread sleepForTimeInterval:2.f];
        NSLog(@"queue_1 sleep");
    });
    dispatch_async(serialQueue_2, ^{
        NSLog(@"queue_2");
        [NSThread sleepForTimeInterval:2.f];
        NSLog(@"queue_2 sleep");
    });

执行结果如下：

2018-10-08 10:58:11.531291+0800 GCDTest[3844:1332951] queue_0
2018-10-08 10:58:13.531850+0800 GCDTest[3844:1332951] queue_0 sleep
2018-10-08 10:58:13.532047+0800 GCDTest[3844:1332951] queue_1
2018-10-08 10:58:15.533480+0800 GCDTest[3844:1332951] queue_1 sleep
2018-10-08 10:58:15.533886+0800 GCDTest[3844:1332951] queue_2
2018-10-08 10:58:17.538822+0800 GCDTest[3844:1332951] queue_2 sleep

修改下代码,注释掉如下代码

//    dispatch_set_target_queue(serialQueue_0, targetQueue);
//    dispatch_set_target_queue(serialQueue_1, targetQueue);
//    dispatch_set_target_queue(serialQueue_2, targetQueue);

运行结果如下：

2018-10-08 11:03:23.287384+0800 GCDTest[3899:1341109] queue_1
2018-10-08 11:03:23.287384+0800 GCDTest[3899:1341112] queue_2
2018-10-08 11:03:23.287420+0800 GCDTest[3899:1341110] queue_0
2018-10-08 11:03:25.292805+0800 GCDTest[3899:1341110] queue_0 sleep
2018-10-08 11:03:25.292798+0800 GCDTest[3899:1341112] queue_2 sleep
2018-10-08 11:03:25.292798+0800 GCDTest[3899:1341109] queue_1 sleep

这样就明白，dispatch_set_target_queue函数之使目标队列变成执行阶层的含义了