iOS之GCD学习心得

作者: Mr_fei | 来源:发表于2017-08-18 10:09 被阅读102次

1.GCD简介

gcd有两大概念：任务和队列
(1) 任务：同步任务和异步任务。
同步任务：不会开辟线程，在当前线程执行任务
异步任务：会开辟线程，在新的线程中执行任务
(2) 队列：串行队列和并行队列
串行队列：按任务顺序执行
并行队列：并发执行
(3)任务和队列组合
同步串行：不会开辟新的线程，在当前线程按任务顺序执行（没意义，几乎不用）
同步并行：不会开辟新的线程，在当前线程按任务顺序执行（几乎不用）
异步串行：会开辟一条线程，在新线程中按任务顺序执行
异步并行：会开辟多个子线程，在子线程中并发执行多个任务
同步主队列：会发生死锁
异步主队列：不会开辟新的线程，任务按顺序执行

2.代码解析

（一）同步主队列（死锁）

- (void)syncMain {
   NSLog(@"start = %@", [NSThread currentThread]);
   dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
   dispatch_sync(queue, ^{
       NSLog(@"任务1%@",[NSThread currentThread]);
   });
   dispatch_sync(queue, ^{
       NSLog(@"任务2%@",[NSThread currentThread]);
   });
   dispatch_sync(queue, ^{
       NSLog(@"任务3%@",[NSThread currentThread]);
   });
   NSLog(@"end");
}

打印结果：

F1DF92B2-CFC3-42A5-A15D-CEA8C4EA3B67.png

原因：
同步：
1 ).不会开辟新线程；
2 ).上一个任务执行结束才会继续往下执行。
结果：要想sync函数往下执行，必须等待block任务结束。
主队列：
1 ).主队列只能在主线程执行，不能再子线程执行；
2 ).主线程必须等待空闲的时候，才会执行下一个任务。
结果：一个线程只能执行一个任务，Block想要执行必须等待主线程空闲，而主线程在执行sync函数；所以要等待其结束才会执行。
同步主队列：sync函数等待Block任务结束，Block任务等待sync函数结束，两个任务互相等待，导致堵塞主线程，发生死锁现象。

（二）异步主队列

 - (void)asyncMain {
    NSLog(@"start = %@", [NSThread currentThread]);
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任务1%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任务2%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任务3%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"end");
}

打印结果：

B8D19A4D-144C-4378-8229-E5886FF06B1F.png

原因：
1.因为是异步，可以先绕过不执行，回头再执行，所以先执行start和end
2.因为是主队列，要在主线程中执行，所以不会开辟子线程
3.主队列跟串行队列一样，任务都是按顺序执行

（三）同步串行队列

- (void)syncSerial {
    NSLog(@"start = %@", [NSThread currentThread]);
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_sync(queue, ^{
         NSLog(@"任务1%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任务2%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任务3%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"end");
}

打印结果：

94533D5C-7B58-4B45-A272-C77B95E2CB01.png

原因：
1.同步任务：不会开辟新线程
2.串行队列：按任务顺序执行

（四）同步并行队列

- (void)syncConcurrent {
    NSLog(@"start = %@", [NSThread currentThread]);
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任务1%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任务2%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任务3%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"end");
}

打印结果：

6AF01CD9-6DE9-4615-A31D-2A499B3D33AC.png

原因：跟同步串行一样的道理（个人觉得同步串行和同步异行并没有什么意义，基本上用不到）

（五）异步串行队列

- (void)asyncSerial {
    NSLog(@"start = %@", [NSThread currentThread]);
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任务1%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任务2%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任务3%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"end");
}

打印结果：

C07F6AE8-4DA0-4D07-9427-2FE8862084BF.png

原因：
异步任务：会开辟新的线程，可以绕过任务不执行，回头再执行
串行队列：任务按顺序执行
异步串行：只会开辟一个新线程，任务按顺序执行

（六）异步并行队列

- (void)asyncConcurrent {
    NSLog(@"start = %@", [NSThread currentThread]);
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任务1%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任务2%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任务3%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"end");
}

打印结果：

216FDDB0-E2BC-4F0B-B4EA-B11E1C92F9B4.png

原因：
异步任务：会开辟新线程，可以绕过任务不执行，回头再执行
并行队列：任务并发执行
异步并行：会开辟多个子线程，任务并发执行

（七）全局队列

- (void)asyncGlobal {
    NSLog(@"start = %@", [NSThread currentThread]);
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任务1%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任务2%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任务3%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"end");
}

打印结果：

F673DDC2-42F0-4320-802D-5EB904D89B8E.png

原因：
异步任务：会开辟新线程，可以绕过任务不执行，回头再执行
全局队列：跟并发队列一样，任务同时执行，不过全局队列有优先级设置

3.应用场景

（1）比如加载一些图片，处理大型数据等耗时操作，可以放在子线程中执行，在返回主线程刷新UI。

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_async(queue, ^{
        //耗时操作...
        
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            //回到主线程，刷新UI
        });
    });

（2）gcd实现定时器

 NSInteger count = 0;
- (void)time {
    //注意事项：dispatch_source_t最好用全局，局部不加dispatch_cancel，定时器不会被执行，因为还没到回调timer就被释放了。
    //创建一个定时器
    dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, dispatch_get_main_queue());
    //设置定时器
    dispatch_source_set_timer(timer, DISPATCH_TIME_NOW, 2 * NSEC_PER_SEC, 0 * NSEC_PER_SEC);
    //设置回调
    dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{
        NSLog(@"第%ld次执行",count);
        count ++;
        if (count > 6) {
            //取消定时器
            dispatch_cancel(timer);
        }
    });
    //启动定时器
    dispatch_resume(timer);  
}

(3)gcd延迟执行

- (void)after {
    
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 3.0 * NSEC_PER_SEC), dispatch_get_main_queue(), ^{
        // 3秒后异步执行这里的代码...
        NSLog(@"after");
       
    });
    
}

（4）gcd只执行一次

- (void)once {
    for (int i = 0; i < 3; i ++) {
        static dispatch_once_t onceToken;
        dispatch_once(&onceToken, ^{
            NSLog(@"xxx");
        });
    }
}

(5)dispatch_apply,可以实现遍历数组效果

- (void)apply {
    NSArray *arr = @[@"1",@"2",@"3",@"4",@"5",@"6"];
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    dispatch_apply([arr count], queue, ^(size_t index) {
        NSLog(@"%zu : %@",index,arr[index]);
    });
}

打印结果：

748497BB-AF35-4D9C-AAEF-09095719FA4F.png

(6)GCD的队列组dispatch_group,等多个异步操作结束后，再回到主线程

- (void)group {
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        NSLog(@"第一个耗时任务%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        NSLog(@"第二个耗时任务%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"回到主线程%@",[NSThread currentThread]);
    });
}

打印结果：

D27BCD2C-68A8-41D1-820F-620B74A3AB0D.png

（7）栅栏方法 dispatch_barrier_async，可以分割异步线程顺序

- (void)barrier {
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任务1%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任务2%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    dispatch_barrier_async(queue, ^{
         NSLog(@"任务分割%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任务3%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任务4%@",[NSThread currentThread]);
    });
   
}

打印结果：

D72914AB-11DE-4C67-B8EF-A0583611FA6F.png

(8)信号量 dispatch_semaphore_t
应用场景：假如有多个网络请求，我们要求按顺序执行，也就是网络1请求结束之后再请求网络2，以此类推。。。
由于网络请求是异步的，想要其同步执行该怎么实现呢？有的人就会想说：我在网络请求1结束回调里请求网络2，再在网络2请求结束里请求网络3，这当然可以实现，但是这种方法对于少数请求还好，假如有10个，100个你还这样写，不说代码量，就是看上去都会觉得很low。这时候信号量就派上用场了，看代码：

    NSLog(@"start");
    dispatch_semaphore_t sema= dispatch_semaphore_create(0);
    dispatch_async(dispatch_queue_create("d", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT), ^{
        for (int i = 0; i < 10; i ++) {
            [[BPNetworkTool sharedTools] GET:@"http://s.budejie.com/topic/list/zuixin/41/bs0315-iphone-4.5.6/0-20.json" parameters:nil success:^(id obj) {
                NSLog(@"%d",i);
                dispatch_semaphore_signal(sema);
                
            } failure:^(NSError *error) {
                
            }];
            dispatch_semaphore_wait(sema, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        }
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"end");
            
        });
        
    });

打印结果：

781145BA-280D-4E46-94FE-551CB1EC4781.png

我们从代码中看到，信号量用到了三个方法：
1.dispatch_semaphore_t sema= dispatch_semaphore_create(0);
2. dispatch_semaphore_signal(sema);
3.dispatch_semaphore_wait(sema, DISPATCH_TIME_FOREVER);

方法一：代表先创建一个信号量，下面的参数代表信号量的个数。
方法二：表示发送一个信号，信号量+1。
方法三：表示等待信号，第二个参数表示等待时间，当信号数量少于0时会一直等待，反之可以继续执行下面方法，并且信号量-1。

(9)suspend/resume(队列挂起和恢复)
suspend: 通过 dispatch_suspend() 函数实现队列的”挂起”,使队列暂停工作。但是这里的“挂起”，并不能立即停止队列上正在运行的block;

resume: dispatch_resume() 函数恢复队列,是队列继续工作。

注意：
    1. dispatch_suspend 与 dispatch_resume 要成对出现。
    2.dispatch_suspend在前，dispatch_resume在后。

代码实现：

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("test", NULL);
    for (int i = 0; i < 5; i ++) {
        dispatch_async(queue, ^{
            NSLog(@"任务%d开始",i);
            sleep(3);
            NSLog(@"任务%d结束",i);
        });
    }
    NSLog(@"任务创建完成");
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(7 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        dispatch_suspend(queue);
        NSLog(@"队列挂起");
        dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(5 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
            dispatch_resume(queue);
            NSLog(@"队列恢复");
        });
    });

打印结果：

2017-12-06 17:14:59.740 GCD[6995:1631360] 任务创建完成
2017-12-06 17:14:59.740 GCD[6995:1631625] 任务0开始
2017-12-06 17:15:02.746 GCD[6995:1631625] 任务0结束
2017-12-06 17:15:02.746 GCD[6995:1631625] 任务1开始
2017-12-06 17:15:05.747 GCD[6995:1631625] 任务1结束
2017-12-06 17:15:05.747 GCD[6995:1631625] 任务2开始
2017-12-06 17:15:06.741 GCD[6995:1631360] 队列挂起
2017-12-06 17:15:08.750 GCD[6995:1631625] 任务2结束
2017-12-06 17:15:12.237 GCD[6995:1631360] 队列恢复
2017-12-06 17:15:12.237 GCD[6995:1631625] 任务3开始
2017-12-06 17:15:15.242 GCD[6995:1631625] 任务3结束
2017-12-06 17:15:15.243 GCD[6995:1631625] 任务4开始
2017-12-06 17:15:18.243 GCD[6995:1631625] 任务4结束

通过打印结果我们可以验证当调用 dispatch_suspend(queue) “挂起”队列 queue 后已经开始执行的任务不会挂起,而未开始的任务可以挂起。

(10) dispatch_set_target_queue (更改队列的类型)
不管是串行队列还是并行队列都可以将其改为串行队列。
使用的函数：dispatch_set_target_queue(dispatch_object_t object,
dispatch_queue_t _Nullable queue);
第一个参数：是指要更改优先级的队列。
第二个参数：目标参照物，将要更改的队列优先级与其相同。

代码实现：

dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create("test1", NULL);
    dispatch_queue_t queue2 = dispatch_queue_create("test2", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_queue_t queue3 = dispatch_queue_create("test3", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_set_target_queue(queue1, queue3);
    dispatch_set_target_queue(queue2, queue3);
    dispatch_async(queue1, ^{
        NSLog(@"任务1");
    });
    dispatch_async(queue2, ^{
        NSLog(@"任务2");
    });
    dispatch_async(queue3, ^{
        NSLog(@"任务3");
    });

打印结果：

2017-12-06 17:22:48.605 GCD[7162:1758848] 任务1
2017-12-06 17:22:48.606 GCD[7162:1758848] 任务2
2017-12-06 17:22:48.606 GCD[7162:1758848] 任务3

从打印结果可以看出用dispatch_set_target_queue()函数可以将并行队列和串行队列，改成串行队列。

未完待续。。。

iOS之GCD学习心得

1.GCD简介

2.代码解析

3.应用场景

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