什么是GCD？
Grand Central Dispatch（GCD）是苹果开发的一项技术，用于提升应用在多核处理器上运行时的表现，使系统和应用更快速、高效的运行。和NSThread以及NSOperationQueue相比，GCD能更灵活的满足应用需求，并以更加平衡的方式实现系统资源调度。
DISPATCH对象
Dispatch对象（dispatch_object_t）是对多种dispatch类型对象的统称，包括dispatch_source_t、dispatch_queue_t、dispatch_group_t、dispatch_semaphore_t等等。
在使用GCD时，我们通过dispatch对象来实现对内存、任务以及任务队列的管理。
在使用OC编程时，所有的dispatch对象都可以被当作OC对象来对待。在ARC环境下，dispatch对象将被自动的引用和释放；在MRC环境下，可以通过dispatch_retain()和dispatch_release()函数来实现对dispatch对象的引用和释放操作。
DISPATCH QUEUE
- Dispatch queue（dispatch_queue_t）对象表示一个任务队列。任务队列分为串行队列和并行队列两种。
- 一个串行dispatch queue会按照FIFO的顺序来执行提交到该队列的任务，并且同一时间只能执行一个任务。
- 一个并行dispatch queue可以同时执行多个任务。
- 多个dispatch queue之间是独立的，且互不影响的执行添加到自己队列的任务。
DISPATCH QUEUE的创建
我们有三种方式获得一个dispatch queue对象：
- 获取主线程队列
调用dispatch_get_main_queue()可以获取主线程的任务队列。这是一个串行队列。 - 获取全局并行队列
调用dispatch_get_global_queue()可以获取全局并行队列。 - 创建一个队列
我们可以通过调用dispatch_queue_create()来自己创建一个队列。
dispatch_queue_t queue;
//获取主线程队列
queue = dispatch_get_main_queue();
//获取全局并行队列
queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
//创建串行队列
queue = dispatch_queue_create("label", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
//创建并行队列
queue = dispatch_queue_create("label", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
向DISPATCH QUEUE添加任务
- 向一个dispatch queue添加任务分为同步添加和异步添加两种。被添加的任务既可以是一个block，也可以是一个函数。
- 使用dispatch_sync() 和 dispatch_sync_f() 将任务同步添加到队列中，该函数直到被添加的任务执行完成后才会返回。
- 使用dispatch_async() 和 dispatch_async_f() 将任务异步添加到队列中，该函数调用后将会立即返回，不会等待被添加的任务执行完成。
void function(void *context) {
NSNumber *number = (__bridge_transfer NSNumber *)context;
NSLog(@"number = %@", number);
}
- (void)main {
//获取队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
//同步添加一个block
dispatch_sync(queue, ^{
/* code in block... */
});
//同步添加一个函数
NSNumber *number100 = @(100);
dispatch_sync_f(queue, (__bridge_retained void *)number100, function);
//异步添加一个block
dispatch_async(queue, ^{
/* code in block... */
});
//异步添加一个函数
NSNumber *number200 = @(200);
dispatch_async_f(queue, (__bridge_retained void *)number200, function);
}
DISPATCH SOURCE
Dispatch source对象（dispatch_source_t）表示一个事件源，它可以监视一个特定的事件，并在事件发生时向指定的队列添加指定的任务。
DISPATCH SOURCE的创建
- 使用dispatch_source_create()来创建一个dispatch source对象。
该函数定义如下：
dispatch_source_t dispatch_source_create(
dispatch_source_type_t type,
uintptr_t handle,
unsigned long mask,
dispatch_queue_t queue);
- 第一个参数为要监视的事件类型，第二个参数和第三个参数需要根据第一个参数中的事件类型来确定，第四个参数为事件发生时任务要添加到的队列。
//创建dispatch source，事件类型为DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER
dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, dispatch_get_main_queue());
//设定timer的开始时间，间隔和延时误差
dispatch_source_set_timer(timer, DISPATCH_TIME_NOW, 2 * NSEC_PER_SEC, 0.00 * NSEC_PER_SEC);
//设定事件发生时向队列添加的任务
dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{
/* code in block */
});
//开始dispatch source
dispatch_resume(timer);
任务队列的同步
多个dispatch queue间的同步可以通过多种方式来实现。GCD原生提供了dispatch semaphore、dispatch group、dispatch barrier等多种方式同步。
DISPATCH SEMAPHONE
- Dispatch semaphore（信号）通过计数的方式实现多个线程间的同步，每个dispatch semaphore对象都有一个计数值。
- 调用dispatch_semaphore_create() 可以创建一个semaphore对象。
- 在一个线程中调用dispatch_semaphore_wait()可以使semaphore的计数减1。如果semaphore的计数在减1后小于0，那么线程进入阻塞，直至semaphore的计数大于或等于0为止。
- 调用dispatch_semaphore_signal()可以使semaphore的计数加1。
//创建一个dispatch semaphore，参数为semaphore对象的初始计数值
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
//创建a，b两个队列
dispatch_queue_t queue_a = dispatch_queue_create(NULL, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_queue_t queue_b = dispatch_queue_create(NULL, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
//分别向两个队列添加任务
dispatch_async(queue_a, ^{
NSLog(@"1");
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);//由于semaphore初始计数为0，调用dispatch_semaphore_wait后计数为-1，队列a进入阻塞。
NSLog(@"4");
});
dispatch_async(queue_b, ^{
NSLog(@"2");
sleep(3);//队列b睡眠3秒。
NSLog(@"3");
dispatch_semaphore_signal(semaphore);//使semaphore的计数加1，加1后semaphore计数为0，队列a停止阻塞，开始继续执行。
});
//代码运行后立即输出1、2
//3s后依次输出3、4
DISPATCH GROUP
- Dispatch group通过使用dispatch group对象来管理多个队列中的多个任务。
- 在创建一个dispatch group对象后，可以使用dispatch_group_async() 或者dispatch_group_enter() 将任务（block或者函数）添加到group。
- 使用dispatch_group_wait() 来等待group中的所有任务都执行完毕。
- 使用dispatch_group_notify() 可以使一个group中的任务都执行完毕后向指定的队列发送通知。
//创建一个dispatch group对象
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
//创建一个串行队列和一个并行队列
dispatch_queue_t queue_a = dispatch_queue_create(NULL, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_queue_t queue_b = dispatch_queue_create(NULL, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
//向group添加block任务，第二个参数为执行这个任务的队列
dispatch_group_async(group, queue_b, ^{
NSLog(@"0");
sleep(2);//睡眠2s
NSLog(@"2");
});
//直接向队列b添加一个block任务
dispatch_async(queue_b, ^{
NSLog(@"1");
dispatch_group_enter(group);//声明将以下代码加入到group中去。
sleep(3);//睡眠3s
NSLog(@"3");
dispatch_group_leave(group);//声明添加到group的代码在此结束。
sleep(2);//睡眠2s
NSLog(@"6");
});
//等待group中的任务全部完成后，在主线程队列执行block
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"5");
});
dispatch_async(queue_a, ^{
dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);//等待group中的任务完成。
NSLog(@"4");
});
//代码运行后将立即输出0、1
//在第二秒的时候输出2
//在第三秒的时候输出3、4、5
//在第五秒的时候输出6
DISPATCH BARRIER
- Dispatch barrier提供了两个方法来同步或异步的向一个队列中添加任务。使用dispatch_barrier_async() 和dispatch_barrier_sync() 来异步和同步的向一个队列中添加任务。
- 根据dispatch barrier可以将一个队列中的任务分为三部分：在dispatch barrier之前添加的任务、dispatch barrier添加的任务（称为 barrier block）、在dispatch barrier之后添加的任务。
- Barrier block将会等待所有在barrier block之前被添加到队列中的任务都执行完毕后才回执行。
在dispatch barrier之后添加到队列中的所有任务，将会一直等待barrier block执行完毕后才会执行。 - Dispatch barrier只对并行队列（ DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT ）有效。
//创建一个并行队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(NULL, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
//向队列添加一个任务
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"0");
sleep(3);
NSLog(@"2");
});
//向队列添加一个任务
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"1");
});
//使用dispatch barrier向队列添加一个任务
dispatch_barrier_async(queue, ^{
NSLog(@"3");
sleep(1);
NSLog(@"4");
});
//向队列添加一个任务
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"5");
});
//代码运行后将立即输出0、1
//在第三秒输出2、3
//在第四秒输出4、5
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