App開發流程之使用GCD

来源:http://www.cnblogs.com/ALongWay/archive/2016/09/30/5924076.html
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GCD即為Grand Central Dispatch的縮寫，是一種主要用於非同步處理任務的安全的高性能解決方案。 在此不對比其他非同步處理技術，只記錄GCD的使用及說明。 先記錄一些必要的概念：線程，同步，非同步，並行隊列，串列隊列 線程：程式中任務執行流的最小單元。一個應用程式，一般存在一個進程（擁有 ...


GCD即為Grand Central Dispatch的縮寫，是一種主要用於非同步處理任務的安全的高性能解決方案。

在此不對比其他非同步處理技術，只記錄GCD的使用及說明。

先記錄一些必要的概念：線程，同步，非同步，並行隊列，串列隊列

線程：程式中任務執行流的最小單元。一個應用程式，一般存在一個進程（擁有獨立記憶體空間），而每個進程可以有多個線程，即多個任務執行流，類似於工廠車間的流水線。每個應用程式至少存在一個線程，即為主線程，作為唯一可以控制UI的線程。

同步：主要指多個任務在同一個線程上依次執行。

非同步：主要指多個任務在不同線程上同時執行。

隊列：C語言中的隊列指先進先出（FIFO）的數據結構，與棧的先進後出（FILO）相反。在GCD中分DISPATCH_QUEUE_SERIAL（串列隊列）和DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT（並行隊列）。

並行隊列：主要指隊列中多個任務可以同時執行。

串列隊列：主要指隊列中多個任務只能依次執行。

 

逐個記錄重要的方法：

dispatch_queue_t dispatch_get_main_queue(void)

獲取主線程關聯的隊列。主隊列是串列隊列，該隊列中任務都將由主線程執行，UI相關的操作必須加入此隊列。

 

dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue(long identifier, unsigned long flags);

獲取全局通用的並行隊列。第一個參數一般指定優先順序，有如下選項：

DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH        

DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT    

DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW         

DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND

第二個參數，用於標記，一般傳入0即可。

 

dispatch_queue_t dispatch_queue_create(const char *label, dispatch_queue_attr_t attr)

自定義創建一個派發隊列。第一個參數作為描述，例如"newcustomqueue"；第二個參數一般指定隊列內任務是串列（DISPATCH_QUEUE_SERIAL）還是並行（DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT）類型。

 

void dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

將一個block加入隊列，非同步執行。

 

void dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

將一個block加入隊列，同步執行。

 

使用和測試以上方法 

定義了幾個隊列：

    dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();

    dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

    dispatch_queue_t customSerialQueue = dispatch_queue_create("customserialqueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

    dispatch_queue_t customConcurrentQueue  = dispatch_queue_create("customconcurrentqueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

使用示例一：

總結：

上述代碼，在同一次運行中，執行了多次，其中兩次截圖如上。

1.主隊列必定在主線程中執行

2.在主線程中，使用dispatch_async非同步執行非主隊列中任務，將產生新的子線程

 

使用示例二：

總結：

主線程卡死。該方法在block執行完之前不會return，而block也是在當前線程執行，所以互相等待，造成死鎖。

在主線程中使用同步執行主隊列任務，將死鎖。

 

使用示例三：

 

總結：

子線程卡死，UI依然可以操作。

綜合示例二和三，得出：在執行（同步或者非同步）串列隊列的線程中再使用dispatch_sync同步執行當前串列隊列，將造成線程死鎖。

 

使用示例四：

總結：

調用dispatch_sync將在當前線程上依次執行添加的任務，不管是否在同一隊列中，也不管隊列類型。

 

使用示例五：

    LOG(@"測試GCD dispatch_async混合dispatch_sync");
    LOG(@"mainThread : %@", [NSThread mainThread]);

    dispatch_async(customSerialQueue, ^{
        LOG(@"level 1 dispatch_async No.1 customSerialQueue : %@", [NSThread currentThread]);
        
        dispatch_async(customSerialQueue, ^{
            LOG(@"level 2 dispatch_async No.1 customSerialQueue : %@", [NSThread currentThread]);
        });
        
        dispatch_async(customSerialQueue, ^{
            LOG(@"level 2 dispatch_async No.2 customSerialQueue : %@", [NSThread currentThread]);
        });
        
        dispatch_async(customSerialQueue, ^{
            LOG(@"level 2 dispatch_async No.3 customSerialQueue : %@", [NSThread currentThread]);
        });
        
        //==============================
        dispatch_async(customConcurrentQueue, ^{
            LOG(@"level 2 dispatch_async No.4 customConcurrentQueue : %@", [NSThread currentThread]);
        });
        
        dispatch_async(customConcurrentQueue, ^{
            LOG(@"level 2 dispatch_async No.5 customConcurrentQueue : %@", [NSThread currentThread]);
        });
        
        dispatch_async(customConcurrentQueue, ^{
            LOG(@"level 2 dispatch_async No.6 customConcurrentQueue : %@", [NSThread currentThread]);
        });
        
        //==============================
        dispatch_sync(customConcurrentQueue, ^{
            LOG(@"level 2 dispatch_sync No.7 customConcurrentQueue : %@", [NSThread currentThread]);
        });
        
        dispatch_sync(customConcurrentQueue, ^{
            LOG(@"level 2 dispatch_sync No.8 customConcurrentQueue : %@", [NSThread currentThread]);
        });
        
        dispatch_sync(customConcurrentQueue, ^{
            LOG(@"level 2 dispatch_sync No.9 customConcurrentQueue : %@", [NSThread currentThread]);
        });
    });

    dispatch_async(customConcurrentQueue, ^{
        LOG(@"level 1 dispatch_async No.2 customConcurrentQueue : %@", [NSThread currentThread]);
        
        dispatch_sync(customSerialQueue, ^{
            LOG(@"level 2 dispatch_sync No.10 customSerialQueue : %@", [NSThread currentThread]);
        });
        
        dispatch_sync(customSerialQueue, ^{
            LOG(@"level 2 dispatch_sync No.11 customSerialQueue : %@", [NSThread currentThread]);
        });
        
        dispatch_sync(customSerialQueue, ^{
            LOG(@"level 2 dispatch_sync No.12 customSerialQueue : %@", [NSThread currentThread]);
        });
        
        //==============================
        dispatch_async(customConcurrentQueue, ^{
            LOG(@"level 2 dispatch_async No.13 customConcurrentQueue : %@", [NSThread currentThread]);
        });
        
        dispatch_async(customConcurrentQueue, ^{
            LOG(@"level 2 dispatch_async No.14 customConcurrentQueue : %@", [NSThread currentThread]);
        });
        
        dispatch_async(customConcurrentQueue, ^{
            LOG(@"level 2 dispatch_async No.15 customConcurrentQueue : %@", [NSThread currentThread]);
        });
        
        //==============================
        dispatch_async(customSerialQueue, ^{
            LOG(@"level 2 dispatch_async No.16 customSerialQueue : %@", [NSThread currentThread]);
        });
        
        dispatch_async(customSerialQueue, ^{
            LOG(@"level 2 dispatch_async No.17 customSerialQueue : %@", [NSThread currentThread]);
        });
        
        dispatch_async(customSerialQueue, ^{
            LOG(@"level 2 dispatch_async No.18 customSerialQueue : %@", [NSThread currentThread]);
        });
    });

總結：

1.串列隊列customSerialQueue，只關註任務加入的先後順序，不管是同步還是非同步執行，總體順序不變

2.多個同步執行的同一串列隊列，如果加入了另一個執行隊列，他們的執行線程相同

3.多個非同步執行的同一串列隊列，如果加入了另一個執行隊列，他們的執行線程相同

4.綜合上述，使用dispatch_sync，一定是在當前線程執行；使用dispatch_async，不一定產生新的子線程，如果在同一級下，執行串列隊列，將使用已存在的同一線程。

5.多個嵌套的非同步執行並行隊列，可能使用已存在的閑置線程

 

void dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

該方法與dispatch_async類似，將block加入隊列非同步執行。註意當輪到該block執行時候，唯一非同步執行，執行完畢後才會執行其他任務。所以只有加入並行隊列，該方法才有意義。特別適用於加鎖操作。

 

void dispatch_after(dispatch_time_t when, dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

將block將入隊列，延遲一定時間後非同步執行。

使用示例：

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(5.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{

        //code to be executed after a specified delay

});

表示在5秒以後，將block加入主隊列非同步執行。

 

void dispatch_apply(size_t iterations, dispatch_queue_t queue, void (^block)(size_t));

將block加入隊列指定次數。隊列可以是並行的，所以block執行可以為並行。size_t表示加入時的索引。

測試代碼：

  dispatch_apply(10, globalQueue, ^(size_t index) {

        LOG(@"dispatch_apply : %zu", index);

  });

2016-09-30 16:57:33.023 base[33146:8699303] dispatch_apply : 0
2016-09-30 16:57:33.023 base[33146:8699545] dispatch_apply : 1
2016-09-30 16:57:33.023 base[33146:8699530] dispatch_apply : 2
2016-09-30 16:57:33.024 base[33146:8699631] dispatch_apply : 3
2016-09-30 16:57:33.024 base[33146:8699303] dispatch_apply : 4
2016-09-30 16:57:33.024 base[33146:8699303] dispatch_apply : 8
2016-09-30 16:57:33.024 base[33146:8699303] dispatch_apply : 9
2016-09-30 16:57:33.024 base[33146:8699545] dispatch_apply : 5
2016-09-30 16:57:33.024 base[33146:8699530] dispatch_apply : 6
2016-09-30 16:57:33.024 base[33146:8699631] dispatch_apply : 7

 

void dispatch_once(dispatch_once_t *predicate, dispatch_block_t block);

只執行block中代碼一次。特別適用於單例模式。

使用示例：

    static dispatch_once_t onceToken;

    dispatch_once(&onceToken, ^{

    });

 

void dispatch_group_async(dispatch_group_t group, dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

該方法將加入隊列的block分組管理，特別適用於多方法並行，最後整合全部結果。第一個參數由如下方法得到：

dispatch_group_t dispatch_group_create(void);

 

void dispatch_group_notify(dispatch_group_t group, dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

該方法用於group中所有任務都完成後，回調block內容。

示例代碼：

    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    
    dispatch_group_async(group, globalQueue, ^{
        LOG(@"dispatch_group_async : 1");
    });
    
    dispatch_group_async(group, globalQueue, ^{
        LOG(@"dispatch_group_async : 2");
    });
    
    dispatch_group_async(group, globalQueue, ^{
        LOG(@"dispatch_group_async : 3");
    });
    
    dispatch_group_async(group, globalQueue, ^{
        LOG(@"dispatch_group_async : 4");
    });
    
    dispatch_group_notify(group, globalQueue, ^{
        LOG(@"dispatch_group_async : completion");
    });

2016-09-30 17:19:15.490 base[33322:8718096] dispatch_group_async : 1
2016-09-30 17:19:15.490 base[33322:8718097] dispatch_group_async : 3
2016-09-30 17:19:15.490 base[33322:8718042] dispatch_group_async : 2
2016-09-30 17:19:15.490 base[33322:8718098] dispatch_group_async : 4
2016-09-30 17:19:15.491 base[33322:8718098] dispatch_group_async : completion

 

以上記錄了GCD的常見使用方法和示例代碼。


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