iOS——GCD多线程

1> 概述

• Grand Central Dispatch (GCD)是Apple开发的一种多核编程技术。主要用于优化应用程序以支持多核处理器以及其他对称多处理系统。

• GCD提供函数实现多线程开发，性能更高，功能也更加强大。

• 它首次发布在Mac OS X 10.6 ，iOS 4及以上也可用。

　2> 核心概念

• 任务：具有一定功能的代码段。一般是一个block或者函数

• 分发队列：GCD以队列的方式进行工作，FIFO

• GCD会根据分发队列的类型，创建合适数量的线程执行队列中的任务

　3> GCD中的队列

• 串行队列（SerialQueue）：一次只执行一个任务。Serial queue通常用于同步访问特定的资源或数据。当你创建多个Serial queue时，虽然它们各自是同步执行的，但Serial queue与Serial queue之间是并发执行的。SerialQueue能实现线程同步

• 并行队列（Concurrent）：可以并发地执行多个任务，虽然遵守FIFO（先进先出），但由于各个任务被分配到不同的线程执行，因此其完成时 间有可能不同，即：后分配的任务有可能先执行完成；并发队列一定需要和异步执行的任务(使用dispatch_async())结合起来使用才有意义。

• 主队列：主队列也是一个串行队列，主队列中的任务都在主线程中执行。

　4> 串行队列（SerialQueue）

• 第一种：系统提供的创建串行队列的方法，实际上主队列的创建方法

1 // 第一种获取方式：里面的任务是在主线程依次去执行，dispatch_get_main_queue()获取主队列
2 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
3 // 往队列里面添加任务
4 dispatch_async(queue, ^{
5 NSLog(@"这是第一个任务，当前线程是：%@, 是否主线程 ：%d ", [NSThread currentThread],  [[NSThread currentThread] isMainThread]);
6 });

• 第二种：自己创建的队列

1 // 参数1：队列的名字（苹果推荐使用反向域名去命名）
2     // 参数2：队列的类型（串行队列、并行队列）,这种方式创建的队列，它会自己去开辟一个子线程去完成队列里面的任务
3     dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.zf.mySerialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
4
5     dispatch_async(queue, ^{
6 NSLog(@"这是第一个任务，当前线程是：%@, 是否主线程 ：%d ", [NSThread currentThread],  [[NSThread currentThread] isMainThread]);
7  });

5> 并行队列

• 第一种：系统提供的创建并行队列的方法

1 // 参数1：优先级PRIORITY（有四个，没有明显的区别）
2     // 参数2：系统保留字，苹果预留的参数为了以后去使用，目前没有用到，填写0
3     dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0);
4
5     dispatch_async(oneQueue, ^{
6  NSLog(@"这是第一个任务。。。线程是：%@， 是否主线程：%d", [NSThread currentThread], [[NSThread currentThread] isMainThread]);
7  });

• 第二种：自己创建的队列

　　使用的方法同串行队列，只有创建函数参数2给定队列的类型的时候，将DISPATCH_QUEUE_SERIAL替换为DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT

1 // 参数1：队列的名字（苹果推荐使用反向域名去命名）
2     // 参数2：队列的类型（串行队列、并行队列）,这种方式创建的队列，它会自己去开辟一个子线程去完成队列里面的任务
3     dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.zf.mySerialQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
4
5     dispatch_async(queue, ^{
6 NSLog(@"这是第一个任务，当前线程是：%@, 是否主线程 ：%d ", [NSThread currentThread],  [[NSThread currentThread] isMainThread]);
7  });

6> GCD功能函数

• dispatch_async(dispatch_queue_t queue, ^(void)block)    // 异步任务，往队列中添加任务，任务会排队执行

　　参数1（dispatch_queue_t queue）：添加任务的队列

　　参数2（^(void)block）：Block，主要是在添加过程中进行一些操作，操作代码就写在Block中

• dispatch_after()      //往队列中添加任务，任务不但会排队，还会在延迟的时间点执行

 1 /*
 2      函数
 3      dispatch_after(dispatch_time_t when, dispatch_queue_t queue, ^(void)block);
 4
 5      // 系统封装的代码快（一般使用）
 6      dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(具体的浮点型数字 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
 7      　　延迟执行的内容
 8      });
 9
10      */
11     // 参数1：延迟的时间,使用dispatch_time()初始化
12     // 参数2：队列
13     // 参数3：Block
14     dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
15         NSLog(@"3.0秒后");
16     });

　　dispatch_time(dispatch_time_t when, int64_t delta)对延迟时间进行初始化

　　参数1：为起始时间，系统宏定义，一般使用 DISPATCH_TIME_NOW

　　参数2：为延迟的具体时间类型为 int64_t，变量的类型为：具体浮点型数字 * 时间单位（系统的宏定义，可以根据实际情况选用）

• dispatch_apply()    //往队列中添加任务，任务会重复执行n次

 1 /*
 2      dispatch_apply(size_t iterations, dispatch_queue_t queue, ^(size_t) {
 3         code
 4      });
 5      */
 6     dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.zf.myQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
 7     // 参数1：添加任务的个数
 8     // 参数2：队列
 9     // 参数3：Block，这个Block没有变量名，需要自己添加
10     dispatch_apply(10, queue, ^(size_t index) {
11         NSLog(@"%zu", index);
12     });

注：函数dispatch_apply()的参数3Block没有变量名，需要自己添加

• dispatch_group_async()   //将任务添加到队列中，并添加分组标记

• dispatch_group_notify()    //将任务添加到队列中，当某个分组的所有任务执行完之后，此任务才会执行

• 

  

   1 //    dispatch_group_t主要用于把一些不相关的任务归为一组
   2 //    组里面放的是队列
   3 //    dispatch_group_async作用是往组里面的队列添加任务
   4 //    dispatch_group_notify作用：监听组里面的任务，等到组里面的任务全部执行完成之后，才会执行它里面的任务
   5
   6     //1、创建队列
   7     dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0);
   8     //2、创建组
   9     dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
  10          // 3、往组里面的队列添加任务（注意：在执行notify之前最起码要向队列中放置一个任务才可以，否则，notify里面的任务不会等待小组里面的其他任务执行完才执行。）
  11     dispatch_group_async(group, queue, ^{
  12          NSLog(@"这是第一个任务。。。线程是：%@， 是否主线程：%d", [NSThread currentThread], [[NSThread currentThread] isMainThread]);
  13     });
  14
  15    dispatch_group_notify(group, queue, ^{
  16         NSLog(@"我是最后一个任务，组里面的其他任务都执行完毕之后，我就会执行");
  17     });

  

  
• dispatch_barrier_async()  //将任务添加到队列中，此任务执行的时候，其他任务停止执行

 1 // 数据库的读取。。。可以并发执行，通过 GCD 里面的并行队列去实现
 2 // 数据库的写入。。。。只能串行执行，通过 GCD 里面的串行队列去实现
 3 // 但是真正的项目，肯定是既有数据的读取，也有数据库的写入。。。如何解决该问题:dispatch_barrier_async 在它之前的任务可以并发去执行，在他之后的任务也可以去并发执行
 4    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("concurrentTest",DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
 5     dispatch_async(queue, ^{
 6 NSLog(@"这是第一个读取数据的任务。。。线程是：%@， 是否主线程：%d", [NSThread currentThread], [[NSThread currentThread] isMainThread]);
 7     });
 8
 9     dispatch_barrier_async(queue, ^{
10         NSLog(@"正在在数据库里写东西，不要打扰我");
11     });
12
13     dispatch_async(queue, ^{
14 NSLog(@"这是第二个读取数据的任务。。。线程是：%@， 是否主线程：%d", [NSThread currentThread], [[NSThread currentThread] isMainThread]);
15     });

• dispatch_once()   //任务添加到队列中，但任务在程序运行过程中，只执行一次

　　dispatch_once： 该函数接收一个dispatch_once用于检查该代码块是否已经被调度的谓词（是一个长整型，实际上作为BOOL使用）。它还接收一个希望在应用的生命周期内仅被调度一次的代码块。

　　dispatch_once 不仅意味着代码仅会被运行一次，而且还是线程安全的，这就意味着你不需要使用诸如@synchronized之类的来防止使用多个线程或者队列时不同步的问题。

　　运用代码（单例的完整定义）

 1 static MyHandle *handle = nil;
 2
 3 + (MyHandle *)sharedMyHandle
 4 {
 5     // 在GCD中只执行一次，用于记录内容是否执行过
 6     static dispatch_once_t onceToken;
 7
 8     dispatch_once(&onceToken, ^{
 9         handle = [MyHandle new];
10     });
11
12     return handle;
13 }

• dispatch_sync()   //同步任务 将任务添加到队列中，block不执行完，下面代码不会执行

　　与 dispatch_async() 的区别：

　　　dispatch_async() 不等 block 体执行完，就去执行下面的代码，会在另外的线程中执行

　　　dispatch_sync() 会等待 block 体执行完成之后，才会去执行 block 体外面的代码，会在当前的线程中执行，当前线程有可能是主线程，也有可能是子线程

• dispatch_async_f()  //将任务添加到队列中，任务是函数非block

 1 // 函数
 2 void function(void * str){
 3     NSLog(@"这是一个函数,%s",str);
 4 }
 5
 6 // 第一个参数：队列
 7 // 第二个参数：函数参数的内容
 8 // 第三个参数：函数
 9 dispatch_queue_t queue  = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
10 dispatch_async_f(queue, @"passValue", function);