1. GCD 簡(jiǎn)介
什么是 GCD 呢？我們先來看看百度百科的解釋簡(jiǎn)單了解下概念。
引自百度百科
Grand Central Dispatch(GCD) 是 Apple 開發(fā)的一個(gè)多核編程的較新的解決方法。它主要用于優(yōu)化應(yīng)用程序以支持多核處理器以及其他對(duì)稱多處理系統(tǒng)。它是一個(gè)在線程池模式的基礎(chǔ)上執(zhí)行的并發(fā)任務(wù)。在 Mac OS X 10.6 雪豹中首次推出，也可在 iOS 4 及以上版本使用。
為什么要用 GCD 呢？
因?yàn)?GCD 有很多好處啊，具體如下：
GCD 可用于多核的并行運(yùn)算
GCD 會(huì)自動(dòng)利用更多的 CPU 內(nèi)核（比如雙核、四核）
GCD 會(huì)自動(dòng)管理線程的生命周期（創(chuàng)建線程、調(diào)度任務(wù)、銷毀線程）
程序員只需要告訴 GCD 想要執(zhí)行什么任務(wù)，不需要編寫任何線程管理代碼
既然 GCD 有這么多的好處，那么下面我們就來系統(tǒng)的學(xué)習(xí)一下 GCD 的使用方法。
2. GCD 任務(wù)和隊(duì)列
學(xué)習(xí) GCD 之前，先來了解 GCD 中兩個(gè)核心概念：任務(wù)和隊(duì)列。
任務(wù)：就是執(zhí)行操作的意思，換句話說就是你在線程中執(zhí)行的那段代碼。在 GCD 中是放在 block 中的。執(zhí)行任務(wù)有兩種方式：同步執(zhí)行（sync）和異步執(zhí)行（async）。兩者的主要區(qū)別是：是否等待隊(duì)列的任務(wù)執(zhí)行結(jié)束，以及是否具備開啟新線程的能力。
同步執(zhí)行（sync）：
同步添加任務(wù)到指定的隊(duì)列中，在添加的任務(wù)執(zhí)行結(jié)束之前，會(huì)一直等待，直到隊(duì)列里面的任務(wù)完成之后再繼續(xù)執(zhí)行。
只能在當(dāng)前線程中執(zhí)行任務(wù)，不具備開啟新線程的能力。
異步執(zhí)行（async）：
異步添加任務(wù)到指定的隊(duì)列中，它不會(huì)做任何等待，可以繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。
可以在新的線程中執(zhí)行任務(wù)，具備開啟新線程的能力。
舉個(gè)簡(jiǎn)單例子：你要打電話給小明和小白。
同步執(zhí)行就是，你打電話給小明的時(shí)候，不能同時(shí)打給小白，等到給小明打完了，才能打給小白（等待任務(wù)執(zhí)行結(jié)束）。而且只能用當(dāng)前的電話（不具備開啟新線程的能力）。
而異步執(zhí)行就是，你打電話給小明的時(shí)候，不等和小明通話結(jié)束，還能直接給小白打電話，不用等著和小明通話結(jié)束再打（不用等待任務(wù)執(zhí)行結(jié)束）。除了當(dāng)前電話，你還可以使用其他所能使用的電話（具備開啟新線程的能力）。
注意： 異步執(zhí)行（async） 雖然具有開啟新線程的能力，但是并不一定開啟新線程。這跟任務(wù)所指定的隊(duì)列類型有關(guān)（下面會(huì)講）。
隊(duì)列（Dispatch Queue）：這里的隊(duì)列指執(zhí)行任務(wù)的等待隊(duì)列，即用來存放任務(wù)的隊(duì)列。隊(duì)列是一種特殊的線性表，采用 FIFO（先進(jìn)先出）的原則，即新任務(wù)總是被插入到隊(duì)列的末尾，而讀取任務(wù)的時(shí)候總是從隊(duì)列的頭部開始讀取。每讀取一個(gè)任務(wù)，則從隊(duì)列中釋放一個(gè)任務(wù)。隊(duì)列的結(jié)構(gòu)可參考下圖：
在 GCD 中有兩種隊(duì)列：串行隊(duì)列和并發(fā)隊(duì)列。兩者都符合 FIFO（先進(jìn)先出）的原則。兩者的主要區(qū)別是：執(zhí)行順序不同，以及開啟線程數(shù)不同。
串行隊(duì)列（Serial Dispatch Queue）：
每次只有一個(gè)任務(wù)被執(zhí)行。讓任務(wù)一個(gè)接著一個(gè)地執(zhí)行。（只開啟一個(gè)線程，一個(gè)任務(wù)執(zhí)行完畢后，再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)）
并發(fā)隊(duì)列（Concurrent Dispatch Queue）：
可以讓多個(gè)任務(wù)并發(fā)（同時(shí)）執(zhí)行。（可以開啟多個(gè)線程，并且同時(shí)執(zhí)行任務(wù)）
注意：并發(fā)隊(duì)列 的并發(fā)功能只有在異步（dispatch_async）函數(shù)下才有效
兩者具體區(qū)別如下兩圖所示。
3. GCD 的使用步驟
GCD 的使用步驟其實(shí)很簡(jiǎn)單，只有兩步。
創(chuàng)建一個(gè)隊(duì)列（串行隊(duì)列或并發(fā)隊(duì)列）
將任務(wù)追加到任務(wù)的等待隊(duì)列中，然后系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)任務(wù)類型執(zhí)行任務(wù)（同步執(zhí)行或異步執(zhí)行）
下邊來看看 隊(duì)列的創(chuàng)建方法/獲取方法，以及 任務(wù)的創(chuàng)建方法。
3.1 隊(duì)列的創(chuàng)建方法/獲取方法
可以使用dispatch_queue_create來創(chuàng)建隊(duì)列，需要傳入兩個(gè)參數(shù)，第一個(gè)參數(shù)表示隊(duì)列的唯一標(biāo)識(shí)符，用于 DEBUG，可為空，Dispatch Queue 的名稱推薦使用應(yīng)用程序 ID 這種逆序全程域名；第二個(gè)參數(shù)用來識(shí)別是串行隊(duì)列還是并發(fā)隊(duì)列。DISPATCH_QUEUE_SERIAL 表示串行隊(duì)列，DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 表示并發(fā)隊(duì)列。
// 串行隊(duì)列的創(chuàng)建方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create('net.bujige.testQueue', DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
// 并發(fā)隊(duì)列的創(chuàng)建方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create('net.bujige.testQueue', DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
對(duì)于串行隊(duì)列，GCD 提供了的一種特殊的串行隊(duì)列：主隊(duì)列（Main Dispatch Queue）。
所有放在主隊(duì)列中的任務(wù)，都會(huì)放到主線程中執(zhí)行。
可使用dispatch_get_main_queue()獲得主隊(duì)列。
// 主隊(duì)列的獲取方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
對(duì)于并發(fā)隊(duì)列，GCD 默認(rèn)提供了全局并發(fā)隊(duì)列（Global Dispatch Queue）。
可以使用dispatch_get_global_queue來獲取。需要傳入兩個(gè)參數(shù)。第一個(gè)參數(shù)表示隊(duì)列優(yōu)先級(jí)，一般用DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT。第二個(gè)參數(shù)暫時(shí)沒用，用0即可。
// 全局并發(fā)隊(duì)列的獲取方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
3.2 任務(wù)的創(chuàng)建方法
GCD 提供了同步執(zhí)行任務(wù)的創(chuàng)建方法dispatch_sync和異步執(zhí)行任務(wù)創(chuàng)建方法dispatch_async。
// 同步執(zhí)行任務(wù)創(chuàng)建方法
dispatch_sync(queue, ^{
// 這里放同步執(zhí)行任務(wù)代碼
});
// 異步執(zhí)行任務(wù)創(chuàng)建方法
dispatch_async(queue, ^{
// 這里放異步執(zhí)行任務(wù)代碼
});
雖然使用 GCD 只需兩步，但是既然我們有兩種隊(duì)列（串行隊(duì)列/并發(fā)隊(duì)列），兩種任務(wù)執(zhí)行方式（同步執(zhí)行/異步執(zhí)行），那么我們就有了四種不同的組合方式。這四種不同的組合方式是：
1.同步執(zhí)行 并發(fā)隊(duì)列
2.異步執(zhí)行 并發(fā)隊(duì)列
3.同步執(zhí)行 串行隊(duì)列
4.異步執(zhí)行 串行隊(duì)列
實(shí)際上，剛才還說了兩種特殊隊(duì)列：全局并發(fā)隊(duì)列、主隊(duì)列。全局并發(fā)隊(duì)列可以作為普通并發(fā)隊(duì)列來使用。但是主隊(duì)列因?yàn)橛悬c(diǎn)特殊，所以我們就又多了兩種組合方式。這樣就有六種不同的組合方式了。
5.同步執(zhí)行 主隊(duì)列
6.異步執(zhí)行 主隊(duì)列
那么這幾種不同組合方式各有什么區(qū)別呢，這里為了方便，先上結(jié)果，再來講解。你可以直接查看表格結(jié)果，然后跳過 4. GCD 的基本使用 。
下邊我們來分別講講這幾種不同的組合方式的使用方法。
4. GCD 的基本使用
先來講講并發(fā)隊(duì)列的兩種執(zhí)行方式。
4.1 同步執(zhí)行 并發(fā)隊(duì)列
在當(dāng)前線程中執(zhí)行任務(wù)，不會(huì)開啟新線程，執(zhí)行完一個(gè)任務(wù)，再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)。
/**
* 同步執(zhí)行 并發(fā)隊(duì)列
* 特點(diǎn)：在當(dāng)前線程中執(zhí)行任務(wù)，不會(huì)開啟新線程，執(zhí)行完一個(gè)任務(wù)，再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)。
*/
- (void)syncConcurrent {
NSLog(@'currentThread---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
NSLog(@'syncConcurrent---begin');
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create('net.bujige.testQueue', DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_sync(queue, ^{
// 追加任務(wù)1
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'1---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
});
dispatch_sync(queue, ^{
// 追加任務(wù)2
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'2---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
});
dispatch_sync(queue, ^{
// 追加任務(wù)3
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'3---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
});
NSLog(@'syncConcurrent---end');
}
輸出結(jié)果：
2018-02-23 20:34:55.095932 0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] currentThread---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:34:55.096086 0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] syncConcurrent---begin
2018-02-23 20:34:57.097589 0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] 1---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:34:59.099100 0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] 1---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:35:01.099843 0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] 2---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:35:03.101171 0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] 2---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:35:05.101750 0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] 3---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:35:07.102414 0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] 3---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:35:07.102575 0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] syncConcurrent---end
從同步執(zhí)行 并發(fā)隊(duì)列中可看到：
所有任務(wù)都是在當(dāng)前線程（主線程）中執(zhí)行的，沒有開啟新的線程（同步執(zhí)行不具備開啟新線程的能力）。
所有任務(wù)都在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之間執(zhí)行的（同步任務(wù)需要等待隊(duì)列的任務(wù)執(zhí)行結(jié)束）。
任務(wù)按順序執(zhí)行的。按順序執(zhí)行的原因：雖然并發(fā)隊(duì)列可以開啟多個(gè)線程，并且同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)。但是因?yàn)楸旧聿荒軇?chuàng)建新線程，只有當(dāng)前線程這一個(gè)線程（同步任務(wù)不具備開啟新線程的能力），所以也就不存在并發(fā)。而且當(dāng)前線程只有等待當(dāng)前隊(duì)列中正在執(zhí)行的任務(wù)執(zhí)行完畢之后，才能繼續(xù)接著執(zhí)行下面的操作（同步任務(wù)需要等待隊(duì)列的任務(wù)執(zhí)行結(jié)束）。所以任務(wù)只能一個(gè)接一個(gè)按順序執(zhí)行，不能同時(shí)被執(zhí)行。
4.2 異步執(zhí)行 并發(fā)隊(duì)列
可以開啟多個(gè)線程，任務(wù)交替（同時(shí)）執(zhí)行。
/**
* 異步執(zhí)行 并發(fā)隊(duì)列
* 特點(diǎn)：可以開啟多個(gè)線程，任務(wù)交替（同時(shí)）執(zhí)行。
*/
- (void)asyncConcurrent {
NSLog(@'currentThread---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
NSLog(@'asyncConcurrent---begin');
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create('net.bujige.testQueue', DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)1
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'1---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
});
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)2
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'2---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
});
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)3
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'3---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
});
NSLog(@'asyncConcurrent---end');
}
輸出結(jié)果：
2018-02-23 20:36:41.769269 0800 YSC-GCD-demo[19929:5005237] currentThread---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:36:41.769496 0800 YSC-GCD-demo[19929:5005237] asyncConcurrent---begin
2018-02-23 20:36:41.769725 0800 YSC-GCD-demo[19929:5005237] asyncConcurrent---end
2018-02-23 20:36:43.774442 0800 YSC-GCD-demo[19929:5005566] 2---{number = 5, name = (null)}
2018-02-23 20:36:43.774440 0800 YSC-GCD-demo[19929:5005567] 3---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:36:43.774440 0800 YSC-GCD-demo[19929:5005565] 1---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:36:45.779286 0800 YSC-GCD-demo[19929:5005567] 3---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:36:45.779302 0800 YSC-GCD-demo[19929:5005565] 1---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:36:45.779286 0800 YSC-GCD-demo[19929:5005566] 2---{number = 5, name = (null)}
在異步執(zhí)行 并發(fā)隊(duì)列中可以看出：
除了當(dāng)前線程（主線程），系統(tǒng)又開啟了3個(gè)線程，并且任務(wù)是交替/同時(shí)執(zhí)行的。（異步執(zhí)行具備開啟新線程的能力。且并發(fā)隊(duì)列可開啟多個(gè)線程，同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)）。
所有任務(wù)是在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之后才執(zhí)行的。說明當(dāng)前線程沒有等待，而是直接開啟了新線程，在新線程中執(zhí)行任務(wù)（異步執(zhí)行不做等待，可以繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)）。
接下來再來講講串行隊(duì)列的兩種執(zhí)行方式。
4.3 同步執(zhí)行 串行隊(duì)列
不會(huì)開啟新線程，在當(dāng)前線程執(zhí)行任務(wù)。任務(wù)是串行的，執(zhí)行完一個(gè)任務(wù)，再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)。
/**
* 同步執(zhí)行 串行隊(duì)列
* 特點(diǎn)：不會(huì)開啟新線程，在當(dāng)前線程執(zhí)行任務(wù)。任務(wù)是串行的，執(zhí)行完一個(gè)任務(wù)，再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)。
*/
- (void)syncSerial {
NSLog(@'currentThread---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
NSLog(@'syncSerial---begin');
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create('net.bujige.testQueue', DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_sync(queue, ^{
// 追加任務(wù)1
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'1---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
});
dispatch_sync(queue, ^{
// 追加任務(wù)2
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'2---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
});
dispatch_sync(queue, ^{
// 追加任務(wù)3
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'3---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
});
NSLog(@'syncSerial---end');
}
輸出結(jié)果：
2018-02-23 20:39:37.876811 0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] currentThread---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:37.876998 0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] syncSerial---begin
2018-02-23 20:39:39.878316 0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] 1---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:41.879829 0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] 1---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:43.880660 0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] 2---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:45.881265 0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] 2---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:47.882257 0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] 3---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:49.883008 0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] 3---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:49.883253 0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] syncSerial---end
在同步執(zhí)行 串行隊(duì)列可以看到：
所有任務(wù)都是在當(dāng)前線程（主線程）中執(zhí)行的，并沒有開啟新的線程（同步執(zhí)行不具備開啟新線程的能力）。
所有任務(wù)都在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之間執(zhí)行（同步任務(wù)需要等待隊(duì)列的任務(wù)執(zhí)行結(jié)束）。
任務(wù)是按順序執(zhí)行的（串行隊(duì)列每次只有一個(gè)任務(wù)被執(zhí)行，任務(wù)一個(gè)接一個(gè)按順序執(zhí)行）。
4.4 異步執(zhí)行 串行隊(duì)列
會(huì)開啟新線程，但是因?yàn)槿蝿?wù)是串行的，執(zhí)行完一個(gè)任務(wù)，再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)
/**
* 異步執(zhí)行 串行隊(duì)列
* 特點(diǎn)：會(huì)開啟新線程，但是因?yàn)槿蝿?wù)是串行的，執(zhí)行完一個(gè)任務(wù)，再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)。
*/
- (void)asyncSerial {
NSLog(@'currentThread---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
NSLog(@'asyncSerial---begin');
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create('net.bujige.testQueue', DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)1
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'1---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
});
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)2
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'2---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
});
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)3
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'3---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
});
NSLog(@'asyncSerial---end');
}
輸出結(jié)果：
2018-02-23 20:41:17.029999 0800 YSC-GCD-demo[20008:5024757] currentThread---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:41:17.030212 0800 YSC-GCD-demo[20008:5024757] asyncSerial---begin
2018-02-23 20:41:17.030364 0800 YSC-GCD-demo[20008:5024757] asyncSerial---end
2018-02-23 20:41:19.035379 0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 1---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:41:21.037140 0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 1---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:41:23.042220 0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 2---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:41:25.042971 0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 2---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:41:27.047690 0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 3---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:41:29.052327 0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 3---{number = 3, name = (null)}
在異步執(zhí)行 串行隊(duì)列可以看到：
開啟了一條新線程（異步執(zhí)行具備開啟新線程的能力，串行隊(duì)列只開啟一個(gè)線程）。
所有任務(wù)是在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之后才開始執(zhí)行的（異步執(zhí)行不會(huì)做任何等待，可以繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)）。
任務(wù)是按順序執(zhí)行的（串行隊(duì)列每次只有一個(gè)任務(wù)被執(zhí)行，任務(wù)一個(gè)接一個(gè)按順序執(zhí)行）。
下邊講講剛才我們提到過的特殊隊(duì)列：主隊(duì)列。
主隊(duì)列：GCD自帶的一種特殊的串行隊(duì)列
所有放在主隊(duì)列中的任務(wù)，都會(huì)放到主線程中執(zhí)行
可使用dispatch_get_main_queue()獲得主隊(duì)列
我們?cè)賮砜纯粗麝?duì)列的兩種組合方式。
4.5 同步執(zhí)行 主隊(duì)列
同步執(zhí)行 主隊(duì)列在不同線程中調(diào)用結(jié)果也是不一樣，在主線程中調(diào)用會(huì)出現(xiàn)死鎖，而在其他線程中則不會(huì)。
4.5.1 在主線程中調(diào)用同步執(zhí)行 主隊(duì)列
互相等待卡住不可行
/**
* 同步執(zhí)行 主隊(duì)列
* 特點(diǎn)(主線程調(diào)用)：互等卡主不執(zhí)行。
* 特點(diǎn)(其他線程調(diào)用)：不會(huì)開啟新線程，執(zhí)行完一個(gè)任務(wù)，再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)。
*/
- (void)syncMain {
NSLog(@'currentThread---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
NSLog(@'syncMain---begin');
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
dispatch_sync(queue, ^{
// 追加任務(wù)1
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'1---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
});
dispatch_sync(queue, ^{
// 追加任務(wù)2
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'2---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
});
dispatch_sync(queue, ^{
// 追加任務(wù)3
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'3---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
});
NSLog(@'syncMain---end');
}
輸出結(jié)果：
2018-02-23 20:42:36.842892 0800 YSC-GCD-demo[20041:5030982] currentThread---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:42:36.843050 0800 YSC-GCD-demo[20041:5030982] syncMain---begin
(lldb)
在同步執(zhí)行 主隊(duì)列可以驚奇的發(fā)現(xiàn)：
在主線程中使用同步執(zhí)行 主隊(duì)列，追加到主線程的任務(wù)1、任務(wù)2、任務(wù)3都不再執(zhí)行了，而且syncMain---end也沒有打印，在XCode 9上還會(huì)報(bào)崩潰。這是為什么呢？
這是因?yàn)槲覀冊(cè)谥骶€程中執(zhí)行syncMain方法，相當(dāng)于把syncMain任務(wù)放到了主線程的隊(duì)列中。而同步執(zhí)行會(huì)等待當(dāng)前隊(duì)列中的任務(wù)執(zhí)行完畢，才會(huì)接著執(zhí)行。那么當(dāng)我們把任務(wù)1追加到主隊(duì)列中，任務(wù)1就在等待主線程處理完syncMain任務(wù)。而syncMain任務(wù)需要等待任務(wù)1執(zhí)行完畢，才能接著執(zhí)行。
那么，現(xiàn)在的情況就是syncMain任務(wù)和任務(wù)1都在等對(duì)方執(zhí)行完畢。這樣大家互相等待，所以就卡住了，所以我們的任務(wù)執(zhí)行不了，而且syncMain---end也沒有打印。
要是如果不在主線程中調(diào)用，而在其他線程中調(diào)用會(huì)如何呢？
4.5.2 在其他線程中調(diào)用同步執(zhí)行 主隊(duì)列
不會(huì)開啟新線程，執(zhí)行完一個(gè)任務(wù)，再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)
// 使用 NSThread 的 detachNewThreadSelector 方法會(huì)創(chuàng)建線程，并自動(dòng)啟動(dòng)線程執(zhí)行
selector 任務(wù)
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(syncMain) toTarget:self withObject:nil];
輸出結(jié)果：
2018-02-23 20:44:19.377321 0800 YSC-GCD-demo[20083:5040347] currentThread---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:44:19.377494 0800 YSC-GCD-demo[20083:5040347] syncMain---begin
2018-02-23 20:44:21.384716 0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 1---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:44:23.386091 0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 1---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:44:25.387687 0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 2---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:44:27.388648 0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 2---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:44:29.390459 0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 3---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:44:31.391965 0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 3---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:44:31.392513 0800 YSC-GCD-demo[20083:5040347] syncMain---end
在其他線程中使用同步執(zhí)行 主隊(duì)列可看到：
所有任務(wù)都是在主線程（非當(dāng)前線程）中執(zhí)行的，沒有開啟新的線程（所有放在主隊(duì)列中的任務(wù)，都會(huì)放到主線程中執(zhí)行）。
所有任務(wù)都在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之間執(zhí)行（同步任務(wù)需要等待隊(duì)列的任務(wù)執(zhí)行結(jié)束）。
任務(wù)是按順序執(zhí)行的（主隊(duì)列是串行隊(duì)列，每次只有一個(gè)任務(wù)被執(zhí)行，任務(wù)一個(gè)接一個(gè)按順序執(zhí)行）。
為什么現(xiàn)在就不會(huì)卡住了呢？
因?yàn)閟yncMain 任務(wù)放到了其他線程里，而任務(wù)1、任務(wù)2、任務(wù)3都在追加到主隊(duì)列中，這三個(gè)任務(wù)都會(huì)在主線程中執(zhí)行。syncMain 任務(wù)在其他線程中執(zhí)行到追加任務(wù)1到主隊(duì)列中，因?yàn)橹麝?duì)列現(xiàn)在沒有正在執(zhí)行的任務(wù)，所以，會(huì)直接執(zhí)行主隊(duì)列的任務(wù)1，等任務(wù)1執(zhí)行完畢，再接著執(zhí)行任務(wù)2、任務(wù)3。所以這里不會(huì)卡住線程。
4.6 異步執(zhí)行 主隊(duì)列
只在主線程中執(zhí)行任務(wù)，執(zhí)行完一個(gè)任務(wù)，再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)。
/**
* 異步執(zhí)行 主隊(duì)列
* 特點(diǎn)：只在主線程中執(zhí)行任務(wù)，執(zhí)行完一個(gè)任務(wù)，再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)
*/
- (void)asyncMain {
NSLog(@'currentThread---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
NSLog(@'asyncMain---begin');
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)1
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'1---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
});
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)2
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'2---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
});
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)3
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'3---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
});
NSLog(@'asyncMain---end');
}
輸出結(jié)果：
2018-02-23 20:45:49.981505 0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] currentThread---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:45:49.981935 0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] asyncMain---begin
2018-02-23 20:45:49.982352 0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] asyncMain---end
2018-02-23 20:45:51.991096 0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 1---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:45:53.991959 0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 1---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:45:55.992937 0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 2---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:45:57.993649 0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 2---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:45:59.994928 0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 3---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:46:01.995589 0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 3---{number = 1, name = main}
在異步執(zhí)行 主隊(duì)列可以看到：
所有任務(wù)都是在當(dāng)前線程（主線程）中執(zhí)行的，并沒有開啟新的線程（雖然異步執(zhí)行具備開啟線程的能力，但因?yàn)槭侵麝?duì)列，所以所有任務(wù)都在主線程中）。
所有任務(wù)是在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之后才開始執(zhí)行的（異步執(zhí)行不會(huì)做任何等待，可以繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)）。
任務(wù)是按順序執(zhí)行的（因?yàn)橹麝?duì)列是串行隊(duì)列，每次只有一個(gè)任務(wù)被執(zhí)行，任務(wù)一個(gè)接一個(gè)按順序執(zhí)行）。
弄懂了難理解、繞來繞去的隊(duì)列 任務(wù)之后，我們來學(xué)習(xí)一個(gè)簡(jiǎn)單的東西：5. GCD 線程間的通信。
5. GCD 線程間的通信
在 iOS 開發(fā)過程中，我們一般在主線程里邊進(jìn)行 UI 刷新，例如：點(diǎn)擊、滾動(dòng)、拖拽等事件。我們通常把一些耗時(shí)的操作放在其他線程，比如說圖片下載、文件上傳等耗時(shí)操作。而當(dāng)我們有時(shí)候在其他線程完成了耗時(shí)操作時(shí)，需要回到主線程，那么就用到了線程之間的通訊。
/**
* 線程間通信
*/
- (void)communication {
// 獲取全局并發(fā)隊(duì)列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
// 獲取主隊(duì)列
dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();
dispatch_async(queue, ^{
// 異步追加任務(wù)
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'1---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
// 回到主線程
dispatch_async(mainQueue, ^{
// 追加在主線程中執(zhí)行的任務(wù)
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'2---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
});
});
}
輸出結(jié)果：
2018-02-23 20:47:03.462394 0800 YSC-GCD-demo[20154:5053282] 1---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:47:05.465912 0800 YSC-GCD-demo[20154:5053282] 1---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:47:07.466657 0800 YSC-GCD-demo[20154:5052953] 2---{number = 1, name = main}
可以看到在其他線程中先執(zhí)行任務(wù)，執(zhí)行完了之后回到主線程執(zhí)行主線程的相應(yīng)操作。
6. GCD 的其他方法
6.1 GCD 柵欄方法：dispatch_barrier_async
我們有時(shí)需要異步執(zhí)行兩組操作，而且第一組操作執(zhí)行完之后，才能開始執(zhí)行第二組操作。這樣我們就需要一個(gè)相當(dāng)于 柵欄 一樣的一個(gè)方法將兩組異步執(zhí)行的操作組給分割起來，當(dāng)然這里的操作組里可以包含一個(gè)或多個(gè)任務(wù)。這就需要用到dispatch_barrier_async方法在兩個(gè)操作組間形成柵欄。
dispatch_barrier_async函數(shù)會(huì)等待前邊追加到并發(fā)隊(duì)列中的任務(wù)全部執(zhí)行完畢之后，再將指定的任務(wù)追加到該異步隊(duì)列中。然后在dispatch_barrier_async函數(shù)追加的任務(wù)執(zhí)行完畢之后，異步隊(duì)列才恢復(fù)為一般動(dòng)作，接著追加任務(wù)到該異步隊(duì)列并開始執(zhí)行。具體如下圖所示：
/**
* 柵欄方法 dispatch_barrier_async
*/
- (void)barrier {
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create('net.bujige.testQueue', DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)1
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'1---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
});
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)2
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'2---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
});
dispatch_barrier_async(queue, ^{
// 追加任務(wù) barrier
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'barrier---%@',[NSThread currentThread]);// 打印當(dāng)前線程
}
});
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)3
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'3---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
});
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)4
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'4---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
});
}
輸出結(jié)果：
2018-02-23 20:48:18.297745 0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] 1---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:48:18.297745 0800 YSC-GCD-demo[20188:5059273] 2---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:48:20.301139 0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] 1---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:48:20.301139 0800 YSC-GCD-demo[20188:5059273] 2---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:48:22.306290 0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] barrier---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:48:24.311655 0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] barrier---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:48:26.316943 0800 YSC-GCD-demo[20188:5059273] 4---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:48:26.316956 0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] 3---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:48:28.320660 0800 YSC-GCD-demo[20188:5059273] 4---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:48:28.320649 0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] 3---{number = 4, name = (null)}
在dispatch_barrier_async相關(guān)代碼執(zhí)行結(jié)果中可以看出：
在執(zhí)行完柵欄前面的操作之后，才執(zhí)行柵欄操作，最后再執(zhí)行柵欄后邊的操作。
6.2 GCD 延時(shí)執(zhí)行方法：dispatch_after
我們經(jīng)常會(huì)遇到這樣的需求：在指定時(shí)間（例如3秒）之后執(zhí)行某個(gè)任務(wù)?？梢杂?GCD 的dispatch_after函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。
需要注意的是：dispatch_after函數(shù)并不是在指定時(shí)間之后才開始執(zhí)行處理，而是在指定時(shí)間之后將任務(wù)追加到主隊(duì)列中。嚴(yán)格來說，這個(gè)時(shí)間并不是絕對(duì)準(zhǔn)確的，但想要大致延遲執(zhí)行任務(wù)，dispatch_after函數(shù)是很有效的。
/**
* 延時(shí)執(zhí)行方法 dispatch_after
*/
- (void)after {
NSLog(@'currentThread---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
NSLog(@'asyncMain---begin');
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
// 2.0秒后異步追加任務(wù)代碼到主隊(duì)列，并開始執(zhí)行
NSLog(@'after---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
});
}
輸出結(jié)果：
2018-02-23 20:53:08.713784 0800 YSC-GCD-demo[20282:5080295] currentThread---{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:53:08.713962 0800 YSC-GCD-demo[20282:5080295] asyncMain---begin
2018-02-23 20:53:10.714283 0800 YSC-GCD-demo[20282:5080295] after---{number = 1, name = main}
在dispatch_after相關(guān)代碼執(zhí)行結(jié)果中可以看出：在打印 asyncMain---begin 之后大約 2.0 秒的時(shí)間，打印了 after---{number = 1, name = main}
6.3 GCD 一次性代碼（只執(zhí)行一次）：dispatch_once
我們?cè)趧?chuàng)建單例、或者有整個(gè)程序運(yùn)行過程中只執(zhí)行一次的代碼時(shí)，我們就用到了 GCD 的 dispatch_once 函數(shù)。使用dispatch_once 函數(shù)能保證某段代碼在程序運(yùn)行過程中只被執(zhí)行1次，并且即使在多線程的環(huán)境下，dispatch_once也可以保證線程安全。
/**
* 一次性代碼（只執(zhí)行一次）dispatch_once
*/
- (void)once {
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
// 只執(zhí)行1次的代碼(這里面默認(rèn)是線程安全的)
});
}
6.4 GCD 快速迭代方法：dispatch_apply
通常我們會(huì)用 for 循環(huán)遍歷，但是 GCD 給我們提供了快速迭代的函數(shù)dispatch_apply。dispatch_apply按照指定的次數(shù)將指定的任務(wù)追加到指定的隊(duì)列中，并等待全部隊(duì)列執(zhí)行結(jié)束。
我們可以利用異步隊(duì)列同時(shí)遍歷。比如說遍歷 0~5 這6個(gè)數(shù)字，for 循環(huán)的做法是每次取出一個(gè)元素，逐個(gè)遍歷。dispatch_apply可以同時(shí)遍歷多個(gè)數(shù)字。
/**
* 快速迭代方法 dispatch_apply
*/
- (void)apply {
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
NSLog(@'apply---begin');
dispatch_apply(6, queue, ^(size_t index) {
NSLog(@'%zd---%@',index, [NSThread currentThread]);
});
NSLog(@'apply---end');
}
輸出結(jié)果：
2018-02-23 22:03:18.475499 0800 YSC-GCD-demo[20470:5176805] apply---begin
2018-02-23 22:03:18.476672 0800 YSC-GCD-demo[20470:5177035] 1---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:03:18.476693 0800 YSC-GCD-demo[20470:5176805] 0---{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:03:18.476704 0800 YSC-GCD-demo[20470:5177037] 2---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:03:18.476735 0800 YSC-GCD-demo[20470:5177036] 3---{number = 5, name = (null)}
2018-02-23 22:03:18.476867 0800 YSC-GCD-demo[20470:5177035] 4---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:03:18.476867 0800 YSC-GCD-demo[20470:5176805] 5---{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:03:18.477038 0800 YSC-GCD-demo[20470:5176805] apply---end
從dispatch_apply相關(guān)代碼執(zhí)行結(jié)果中可以看出：
0~5 打印順序不定，最后打印了 apply---end。
因?yàn)槭窃诓l(fā)隊(duì)列中異步隊(duì)執(zhí)行任務(wù)，所以各個(gè)任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)短不定，最后結(jié)束順序也不定。但是apply---end一定在最后執(zhí)行。這是因?yàn)閐ispatch_apply函數(shù)會(huì)等待全部任務(wù)執(zhí)行完畢。
6.5 GCD 的隊(duì)列組：dispatch_group
有時(shí)候我們會(huì)有這樣的需求：分別異步執(zhí)行2個(gè)耗時(shí)任務(wù)，然后當(dāng)2個(gè)耗時(shí)任務(wù)都執(zhí)行完畢后再回到主線程執(zhí)行任務(wù)。這時(shí)候我們可以用到 GCD 的隊(duì)列組。
調(diào)用隊(duì)列組的 dispatch_group_async 先把任務(wù)放到隊(duì)列中，然后將隊(duì)列放入隊(duì)列組中?；蛘呤褂藐?duì)列組的 dispatch_group_enter、dispatch_group_leave 組合 來實(shí)現(xiàn)dispatch_group_async。
調(diào)用隊(duì)列組的 dispatch_group_notify 回到指定線程執(zhí)行任務(wù)?；蛘呤褂?dispatch_group_wait 回到當(dāng)前線程繼續(xù)向下執(zhí)行（會(huì)阻塞當(dāng)前線程）。
6.5.1 dispatch_group_notify
監(jiān)聽 group 中任務(wù)的完成狀態(tài)，當(dāng)所有的任務(wù)都執(zhí)行完成后，追加任務(wù)到 group 中，并執(zhí)行任務(wù)。
/**
* 隊(duì)列組 dispatch_group_notify
*/
- (void)groupNotify {
NSLog(@'currentThread---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
NSLog(@'group---begin');
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
// 追加任務(wù)1
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'1---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
// 追加任務(wù)2
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'2---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
});
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
// 等前面的異步任務(wù)1、任務(wù)2都執(zhí)行完畢后，回到主線程執(zhí)行下邊任務(wù)
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'3---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
NSLog(@'group---end');
});
}
輸出結(jié)果：
2018-02-23 22:05:03.790035 0800 YSC-GCD-demo[20494:5183349] currentThread---{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:05:03.790237 0800 YSC-GCD-demo[20494:5183349] group---begin
2018-02-23 22:05:05.792721 0800 YSC-GCD-demo[20494:5183654] 1---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:05:05.792725 0800 YSC-GCD-demo[20494:5183656] 2---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:05:07.797408 0800 YSC-GCD-demo[20494:5183656] 2---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:05:07.797408 0800 YSC-GCD-demo[20494:5183654] 1---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:05:09.798717 0800 YSC-GCD-demo[20494:5183349] 3---{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:05:11.799827 0800 YSC-GCD-demo[20494:5183349] 3---{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:05:11.799977 0800 YSC-GCD-demo[20494:5183349] group---end
從dispatch_group_notify相關(guān)代碼運(yùn)行輸出結(jié)果可以看出：
當(dāng)所有任務(wù)都執(zhí)行完成之后，才執(zhí)行dispatch_group_notify block 中的任務(wù)。
6.5.2 dispatch_group_wait
暫停當(dāng)前線程（阻塞當(dāng)前線程），等待指定的 group 中的任務(wù)執(zhí)行完成后，才會(huì)往下繼續(xù)執(zhí)行。
/**
* 隊(duì)列組 dispatch_group_wait
*/
- (void)groupWait {
NSLog(@'currentThread---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
NSLog(@'group---begin');
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
// 追加任務(wù)1
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'1---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
// 追加任務(wù)2
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'2---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
});
// 等待上面的任務(wù)全部完成后，會(huì)往下繼續(xù)執(zhí)行（會(huì)阻塞當(dāng)前線程）
dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
NSLog(@'group---end');
}
輸出結(jié)果：
2018-02-23 22:10:16.939258 0800 YSC-GCD-demo[20538:5198871] currentThread---{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:10:16.939455 0800 YSC-GCD-demo[20538:5198871] group---begin
2018-02-23 22:10:18.943862 0800 YSC-GCD-demo[20538:5199137] 2---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:10:18.943861 0800 YSC-GCD-demo[20538:5199138] 1---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:10:20.947787 0800 YSC-GCD-demo[20538:5199137] 2---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:10:20.947790 0800 YSC-GCD-demo[20538:5199138] 1---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:10:20.948134 0800 YSC-GCD-demo[20538:5198871] group---end
從dispatch_group_wait相關(guān)代碼運(yùn)行輸出結(jié)果可以看出：
當(dāng)所有任務(wù)執(zhí)行完成之后，才執(zhí)行 dispatch_group_wait 之后的操作。但是，使用dispatch_group_wait 會(huì)阻塞當(dāng)前線程。
6.5.3 dispatch_group_enter、dispatch_group_leave
dispatch_group_enter 標(biāo)志著一個(gè)任務(wù)追加到 group，執(zhí)行一次，相當(dāng)于 group 中未執(zhí)行完畢任務(wù)數(shù) 1
dispatch_group_leave 標(biāo)志著一個(gè)任務(wù)離開了 group，執(zhí)行一次，相當(dāng)于 group 中未執(zhí)行完畢任務(wù)數(shù)-1。
當(dāng) group 中未執(zhí)行完畢任務(wù)數(shù)為0的時(shí)候，才會(huì)使dispatch_group_wait解除阻塞，以及執(zhí)行追加到dispatch_group_notify中的任務(wù)。
/**
* 隊(duì)列組 dispatch_group_enter、dispatch_group_leave
*/
- (void)groupEnterAndLeave
{
NSLog(@'currentThread---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
NSLog(@'group---begin');
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_group_enter(group);
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)1
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'1---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
dispatch_group_leave(group);
});
dispatch_group_enter(group);
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)2
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'2---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
dispatch_group_leave(group);
});
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
// 等前面的異步操作都執(zhí)行完畢后，回到主線程.
for (int i = 0; i < 2; i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'3---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
}
NSLog(@'group---end');
});
// // 等待上面的任務(wù)全部完成后，會(huì)往下繼續(xù)執(zhí)行（會(huì)阻塞當(dāng)前線程）
// dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
//
// NSLog(@'group---end');
}
輸出結(jié)果：
2018-02-23 22:14:17.997667 0800 YSC-GCD-demo[20592:5214830] currentThread---{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:14:17.997839 0800 YSC-GCD-demo[20592:5214830] group---begin
2018-02-23 22:14:20.000298 0800 YSC-GCD-demo[20592:5215094] 1---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:14:20.000305 0800 YSC-GCD-demo[20592:5215095] 2---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:14:22.001323 0800 YSC-GCD-demo[20592:5215094] 1---{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:14:22.001339 0800 YSC-GCD-demo[20592:5215095] 2---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:14:24.002321 0800 YSC-GCD-demo[20592:5214830] 3---{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:14:26.002852 0800 YSC-GCD-demo[20592:5214830] 3---{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:14:26.003116 0800 YSC-GCD-demo[20592:5214830] group---end
從dispatch_group_enter、dispatch_group_leave相關(guān)代碼運(yùn)行結(jié)果中可以看出：當(dāng)所有任務(wù)執(zhí)行完成之后，才執(zhí)行 dispatch_group_notify 中的任務(wù)。這里的dispatch_group_enter、dispatch_group_leave組合，其實(shí)等同于dispatch_group_async。
6.6 GCD 信號(hào)量：dispatch_semaphore
GCD 中的信號(hào)量是指 Dispatch Semaphore，是持有計(jì)數(shù)的信號(hào)。類似于過高速路收費(fèi)站的欄桿?？梢酝ㄟ^時(shí)，打開欄桿，不可以通過時(shí)，關(guān)閉欄桿。在 Dispatch Semaphore 中，使用計(jì)數(shù)來完成這個(gè)功能，計(jì)數(shù)為0時(shí)等待，不可通過。計(jì)數(shù)為1或大于1時(shí)，計(jì)數(shù)減1且不等待，可通過。Dispatch Semaphore 提供了三個(gè)函數(shù)。
dispatch_semaphore_create：創(chuàng)建一個(gè)Semaphore并初始化信號(hào)的總量
dispatch_semaphore_signal：發(fā)送一個(gè)信號(hào)，讓信號(hào)總量加1
dispatch_semaphore_wait：可以使總信號(hào)量減1，當(dāng)信號(hào)總量為0時(shí)就會(huì)一直等待（阻塞所在線程），否則就可以正常執(zhí)行。
注意：信號(hào)量的使用前提是：想清楚你需要處理哪個(gè)線程等待（阻塞），又要哪個(gè)線程繼續(xù)執(zhí)行，然后使用信號(hào)量。
Dispatch Semaphore 在實(shí)際開發(fā)中主要用于：
保持線程同步，將異步執(zhí)行任務(wù)轉(zhuǎn)換為同步執(zhí)行任務(wù)
保證線程安全，為線程加鎖
6.6.1 Dispatch Semaphore 線程同步
我們?cè)陂_發(fā)中，會(huì)遇到這樣的需求：異步執(zhí)行耗時(shí)任務(wù)，并使用異步執(zhí)行的結(jié)果進(jìn)行一些額外的操作。換句話說，相當(dāng)于，將將異步執(zhí)行任務(wù)轉(zhuǎn)換為同步執(zhí)行任務(wù)。比如說：AFNetworking 中 AFURLSessionManager.m 里面的 tasksForKeyPath: 方法。通過引入信號(hào)量的方式，等待異步執(zhí)行任務(wù)結(jié)果，獲取到 tasks，然后再返回該 tasks。
- (NSArray *)tasksForKeyPath:(NSString *)keyPath {
__block NSArray *tasks = nil;
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
[self.session getTasksWithCompletionHandler:^(NSArray *dataTasks, NSArray *uploadTasks, NSArray *downloadTasks) {
if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(dataTasks))]) {
tasks = dataTasks;
} else if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(uploadTasks))]) {
tasks = uploadTasks;
} else if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(downloadTasks))]) {
tasks = downloadTasks;
} else if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(tasks))]) {
tasks = [@[dataTasks, uploadTasks, downloadTasks] valueForKeyPath:@'@unionOfArrays.self'];
}
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
}];
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
return tasks;
}
下面，我們來利用 Dispatch Semaphore 實(shí)現(xiàn)線程同步，將異步執(zhí)行任務(wù)轉(zhuǎn)換為同步執(zhí)行任務(wù)。
/**
* semaphore 線程同步
*/
- (void)semaphoreSync {
NSLog(@'currentThread---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
NSLog(@'semaphore---begin');
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
__block int number = 0;
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)1
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@'1---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
number = 100;
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
NSLog(@'semaphore---end,number = %zd',number);
}
輸出結(jié)果：
2018-02-23 22:22:26.521665 0800 YSC-GCD-demo[20642:5246341] currentThread---{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:22:26.521869 0800 YSC-GCD-demo[20642:5246341] semaphore---begin
2018-02-23 22:22:28.526841 0800 YSC-GCD-demo[20642:5246638] 1---{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:22:28.527030 0800 YSC-GCD-demo[20642:5246341] semaphore---end,number = 100
從 Dispatch Semaphore 實(shí)現(xiàn)線程同步的代碼可以看到：
semaphore---end 是在執(zhí)行完 number = 100; 之后才打印的。而且輸出結(jié)果 number 為 100。這是因?yàn)楫惒綀?zhí)行不會(huì)做任何等待，可以繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。異步執(zhí)行將任務(wù)1追加到隊(duì)列之后，不做等待，接著執(zhí)行dispatch_semaphore_wait方法。此時(shí) semaphore == 0，當(dāng)前線程進(jìn)入等待狀態(tài)。然后，異步任務(wù)1開始執(zhí)行。任務(wù)1執(zhí)行到dispatch_semaphore_signal之后，總信號(hào)量，此時(shí) semaphore == 1，dispatch_semaphore_wait方法使總信號(hào)量減1，正在被阻塞的線程（主線程）恢復(fù)繼續(xù)執(zhí)行。最后打印semaphore---end,number = 100。這樣就實(shí)現(xiàn)了線程同步，將異步執(zhí)行任務(wù)轉(zhuǎn)換為同步執(zhí)行任務(wù)。
6.6.2 Dispatch Semaphore 線程安全和線程同步（為線程加鎖）
線程安全：如果你的代碼所在的進(jìn)程中有多個(gè)線程在同時(shí)運(yùn)行，而這些線程可能會(huì)同時(shí)運(yùn)行這段代碼。如果每次運(yùn)行結(jié)果和單線程運(yùn)行的結(jié)果是一樣的，而且其他的變量的值也和預(yù)期的是一樣的，就是線程安全的。
若每個(gè)線程中對(duì)全局變量、靜態(tài)變量只有讀操作，而無寫操作，一般來說，這個(gè)全局變量是線程安全的；若有多個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行寫操作（更改變量），一般都需要考慮線程同步，否則的話就可能影響線程安全。
線程同步：可理解為線程 A 和 線程 B 一塊配合，A 執(zhí)行到一定程度時(shí)要依靠線程 B 的某個(gè)結(jié)果，于是停下來，示意 B 運(yùn)行；B 依言執(zhí)行，再將結(jié)果給 A；A 再繼續(xù)操作。
舉個(gè)簡(jiǎn)單例子就是：兩個(gè)人在一起聊天。兩個(gè)人不能同時(shí)說話，避免聽不清(操作沖突)。等一個(gè)人說完(一個(gè)線程結(jié)束操作)，另一個(gè)再說(另一個(gè)線程再開始操作)。
下面，我們模擬火車票售賣的方式，實(shí)現(xiàn) NSThread 線程安全和解決線程同步問題。
場(chǎng)景：總共有50張火車票，有兩個(gè)售賣火車票的窗口，一個(gè)是北京火車票售賣窗口，另一個(gè)是上海火車票售賣窗口。兩個(gè)窗口同時(shí)售賣火車票，賣完為止。
6.6.2.1 非線程安全（不使用 semaphore）
先來看看不考慮線程安全的代碼：
/**
* 非線程安全：不使用 semaphore
* 初始化火車票數(shù)量、賣票窗口(非線程安全)、并開始賣票
*/
- (void)initTicketStatusNotSave {
NSLog(@'currentThread---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
NSLog(@'semaphore---begin');
self.ticketSurplusCount = 50;
// queue1 代表北京火車票售賣窗口
dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create('net.bujige.testQueue1', DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
// queue2 代表上?；疖嚻笔圪u窗口
dispatch_queue_t queue2 = dispatch_queue_create('net.bujige.testQueue2', DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
__weak typeof(self) weakSelf = self;
dispatch_async(queue1, ^{
[weakSelf saleTicketNotSafe];
});
dispatch_async(queue2, ^{
[weakSelf saleTicketNotSafe];
});
}
/**
* 售賣火車票(非線程安全)
*/
- (void)saleTicketNotSafe {
while (1) {
if (self.ticketSurplusCount > 0) { //如果還有票，繼續(xù)售賣
self.ticketSurplusCount--;
NSLog(@'%@', [NSString stringWithFormat:@'剩余票數(shù)：%d 窗口：%@', self.ticketSurplusCount, [NSThread currentThread]]);
[NSThread sleepForTimeInterval:0.2];
} else { //如果已賣完，關(guān)閉售票窗口
NSLog(@'所有火車票均已售完');
break;
}
}
}
輸出結(jié)果（部分）：
2018-02-23 22:25:35.789072 0800 YSC-GCD-demo[20712:5258914] currentThread---{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:25:35.789260 0800 YSC-GCD-demo[20712:5258914] semaphore---begin
2018-02-23 22:25:35.789641 0800 YSC-GCD-demo[20712:5259176] 剩余票數(shù)：48 窗口：{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:25:35.789646 0800 YSC-GCD-demo[20712:5259175] 剩余票數(shù)：49 窗口：{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:25:35.994113 0800 YSC-GCD-demo[20712:5259175] 剩余票數(shù)：47 窗口：{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:25:35.994129 0800 YSC-GCD-demo[20712:5259176] 剩余票數(shù)：46 窗口：{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:25:36.198993 0800 YSC-GCD-demo[20712:5259176] 剩余票數(shù)：45 窗口：{number = 3, name = (null)}
......
可以看到在不考慮線程安全，不使用 semaphore 的情況下，得到票數(shù)是錯(cuò)亂的，這樣顯然不符合我們的需求，所以我們需要考慮線程安全問題。
6.6.2.2 線程安全（使用 semaphore 加鎖）
考慮線程安全的代碼：
/**
* 線程安全：使用 semaphore 加鎖
* 初始化火車票數(shù)量、賣票窗口(線程安全)、并開始賣票
*/
- (void)initTicketStatusSave {
NSLog(@'currentThread---%@',[NSThread currentThread]); // 打印當(dāng)前線程
NSLog(@'semaphore---begin');
semaphoreLock = dispatch_semaphore_create(1);
self.ticketSurplusCount = 50;
// queue1 代表北京火車票售賣窗口
dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create('net.bujige.testQueue1', DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
// queue2 代表上?；疖嚻笔圪u窗口
dispatch_queue_t queue2 = dispatch_queue_create('net.bujige.testQueue2', DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
__weak typeof(self) weakSelf = self;
dispatch_async(queue1, ^{
[weakSelf saleTicketSafe];
});
dispatch_async(queue2, ^{
[weakSelf saleTicketSafe];
});
}
/**
* 售賣火車票(線程安全)
*/
- (void)saleTicketSafe {
while (1) {
// 相當(dāng)于加鎖
dispatch_semaphore_wait(semaphoreLock, DISPATCH_TIME_FOREVER);
if (self.ticketSurplusCount > 0) { //如果還有票，繼續(xù)售賣
self.ticketSurplusCount--;
NSLog(@'%@', [NSString stringWithFormat:@'剩余票數(shù)：%d 窗口：%@', self.ticketSurplusCount, [NSThread currentThread]]);
[NSThread sleepForTimeInterval:0.2];
} else { //如果已賣完，關(guān)閉售票窗口
NSLog(@'所有火車票均已售完');
// 相當(dāng)于解鎖
dispatch_semaphore_signal(semaphoreLock);
break;
}
// 相當(dāng)于解鎖
dispatch_semaphore_signal(semaphoreLock);
}
}
輸出結(jié)果為：
2018-02-23 22:32:19.814232 0800 YSC-GCD-demo[20862:5290531] currentThread---{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:32:19.814412 0800 YSC-GCD-demo[20862:5290531] semaphore---begin
2018-02-23 22:32:19.814837 0800 YSC-GCD-demo[20862:5290687] 剩余票數(shù)：49 窗口：{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:32:20.017745 0800 YSC-GCD-demo[20862:5290689] 剩余票數(shù)：48 窗口：{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:32:20.222039 0800 YSC-GCD-demo[20862:5290687] 剩余票數(shù)：47 窗口：{number = 3, name = (null)}
......
2018-02-23 22:32:29.024817 0800 YSC-GCD-demo[20862:5290689] 剩余票數(shù)：4 窗口：{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:32:29.230110 0800 YSC-GCD-demo[20862:5290687] 剩余票數(shù)：3 窗口：{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:32:29.433615 0800 YSC-GCD-demo[20862:5290689] 剩余票數(shù)：2 窗口：{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:32:29.637572 0800 YSC-GCD-demo[20862:5290687] 剩余票數(shù)：1 窗口：{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:32:29.840234 0800 YSC-GCD-demo[20862:5290689] 剩余票數(shù)：0 窗口：{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:32:30.044960 0800 YSC-GCD-demo[20862:5290687] 所有火車票均已售完
2018-02-23 22:32:30.045260 0800 YSC-GCD-demo[20862:5290689] 所有火車票均已售完
可以看出，在考慮了線程安全的情況下，使用 dispatch_semaphore 機(jī)制之后，得到的票數(shù)是正確的，沒有出現(xiàn)混亂的情況。我們也就解決了多個(gè)線程同步的問題。
作者：行走的少年郎
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