iOS多线程-02-GCD

简介

• GCD（Grand Center Dispatch）是Apple为多核的并行运算提出的解决方案，纯C语言
  
• 更加适配多核处理器，且自动管理线程的生命周期，使用起来较为方便
  

• GCD通过任务和队列实现多线程功能

  • 任务：描述所要执行的操作
    
  • 队列：用来存放所要执行的任务，队列中的任务遵循FIFO（First In First Out）原则

GCD的任务函数（是否开启新的线程）

• 同步

  • 不具备开启新的线程的能力
    

  • 同步执行任务的函数

    • void dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block)，Block类型

      • queue：任务队列
        
      • block（代码块）：所执行的任务
        

    • void dispatch_sync_f(dispatch_queue_t queue, void *context, dispatch_function_t work)，函数类型（每个Block类型都对应一个函数类型）

      • queue：任务队列
        
      • context：传递给任务函数的参数
        
      • work（函数）：所执行的任务
        

  • 同步执行任务的其他函数（barrier），在前面的任务执行完毕它才执行，它后边的任务等它执行完毕才执行

    • void dispatch_barrier_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block)，block类型

      • queue：任务队列，仅当该参数为并发队列时，该函数才有意义
        

    • dispatch_barrier_sync_f(dispatch_queue_t queue, void *context, dispatch_function_t work)，函数类型

• 异步

  • 具备开启新的线程的能力（需要将任务添加到并发队列中）
    

  • 异步执行任务的函数（参数意义与同步函数相同）

    • void dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block)
      
    • void dispatch_async_f(dispatch_queue_t queue, void *context, dispatch_function_t work)
      

  • 异步执行任务的其他函数（barrier），在前面的任务执行完毕它才执行，它后边的任务等它执行完毕才执行（参数意义与同步函数相同）

    • void dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block)
      
    • void dispatch_barrier_async_f(dispatch_queue_t queue, void *context, dispatch_function_t work)

GCD的队列（任务的执行方式）

• 并发队列

  • 开启多个线程，使队列中的多个任务并发执行（需要异步执行函数的配合）
    

• 串行队列

  • 队列中的任务一个接一个顺序地执行
    

• 队列的种类

  • 串行队列

    • dispatch_queue_t dispatch_queue_create(const char *label, dispatch_queue_attr_t attr)

      • label：通常为0
        
      • attr：队列类型，DISPATCH_QUEUE_SERIAL
        

  • 并发队列

    • dispatch_queue_t dispatch_queue_create(const char *label, dispatch_queue_attr_t attr)

      • label：通常为0
        
      • attr：队列类型 DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT
        

  • 主队列（串行，只能在主线程中运行）

    • dispatch_queue_t dispatch_get_main_queue(void)，获取主队列
      

  • 全局队列（并发）

    • dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue(long identifier, unsigned long flags)

任务与队列的组合

• 同步函数

  • 同步函数主队列

    /**- 运行在主线程主队列（未开启新的线程），主线程被卡死- 原因：任务代码等待着当前函数执行完毕才能执行（当前函数正在执行且未执行完毕）；	   当前函数等待着任务代码 执行完毕才能执行（当前任务正在执行且未执行完毕）；	   相互等待，出现死锁*///获取主队列dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();//添加任务到队列dispatch_sync(queue, ^{    //任务1代码});dispatch_sync(queue, ^{    //任务2代码});

  • 同步函数串行队列

    /**- 运行在主线程串行非主队列（未开启新的线程），任务串行执行*///创建串行队列dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.23565@QQ", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);//添加任务到队列dispatch_sync(queue, ^{    //任务1代码});dispatch_sync(queue, ^{    //任务2代码});

  • 同步函数并发队列

    /**- 运行在非主线程并发队列（未开启新的线程），任务串行执行*///获取全局队列（并发）dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);//将任务加至队列dispatch_sync(queue, ^{    //任务1代码});dispatch_sync(queue, ^{    //任务2代码});

• 异步函数

  • 异步函数主队列

    /**- 运行在主线程主队列（未开启新的线程），任务串行执行*/// 获得主队列dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();// 将任务加入队列dispatch_async(queue, ^{    //任务1代码});dispatch_async(queue, ^{    //任务2代码});

  • 异步函数串行队列

    /**- 运行在主函数串行非主队列（未开启新的线程），任务串行执行*///创建串行队列dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.23565@qq", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);//将任务加至队列dispatch_async(queue, ^{    //任务1代码})dispatch_async(queue, ^{    //任务2代码})

  • 异步函数并发队列

    /**- 运行在非主线程并发队列（开启新的线程），任务并发执行- 系统根据任务创建线程（无法确定任务执行在哪个线程）*///获得全局并发队列dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);//将任务加入队列dispatch_async(queue, ^{    //任务1代码});dispatch_async(queue, ^{    //任务2代码});

    线程之间的通信

• 从主线程到子线程

  • 注意

    • 只有异步函数与并发队列的组合，才会开启新的线程，使任务并发执行
      
    • 通常使用异步函数将任务添加到并发队列中，来实现从主线程到子线程的通信
      

  • 实现代码

    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{		//需要在子线程中执行的任务代码	})

• 从子线程到主线程

  • 注意

    • 主队列中的任务只能在主线程中执行
      
    • 通常使用异步/同步函数将任务添加到主队列中，来实现从子线程到主线程的通信
      

  • 实现代码

    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{        //需要在主线程中执行的代码    })

GCD的其他任务

• 单次执行（通常用在单例模式的设计中）

  //定义一个标记static dispatch_once_t onceToken;dispatch_once(&onceToken, ^{    //此处的代码只会被执行一次});

• 延迟执行

  /**- 方法一（GCD）*/dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{    //此处的代码将延迟执行});/**- 方法二（performSelector）*/[self performSelector:@selector(run) withObject:self afterDelay:2.0];/**- 方法三（NSTimer）*/[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:NO]

• 快速迭代

  void dispatch_apply(size_t iterations, dispatch_queue_t queue, void (^block)(size_t))/**	iterations：迭代执行的次数	queue：任务队列	block：迭代执行的代码	size_t：用来定义当前迭代到第几次，需要自己添加，如在size_t后添加index索引，记录当前的迭代次数*/

• Barrier

  /**- Barrier中的任务，只能在它前面的任务执行完毕才能执行  Barrier后的任务，只能等到它执行完毕才能执行- 要将队列添加到自己创建的并发队列中，否其功能等同于函数  void dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block)*///创建队列（通常是自己创建的并发队列）dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("123", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);//将任务添加到队列dispatch_async(queue, ^{    //在Barrier前执行的任务代码});dispatch_barrier_async(queue, ^{   //Barrier中的任务代码});dispatch_async(queue, ^{    //在Barrier后执行的任务代码});

• 队列组

  //获取全局并发队列dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);//创建队列组dispatch_group_t group = dispatch_group_create();//添加任务到队列组dispatch_group_async(group, queue, ^{    	//任务1代码	});dispatch_group_async(group, queue, ^{    	//任务2代码	});dispatch_group_notify(group, queue, ^{    	//任务3代码    	/**    	group组中的所有任务执行完毕在执行    	若group为空，则立即执行    	*/});

GCD定时器

• 实现原理

  • 创建一个DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER类型的dispatch source，并添加到dispatch queue，通过dispatch source来响应事件
    
  • 通过函数void dispatch_source_set_timer(dispatch_source_t source, dispatch_time_t start, uint64_t interval, uint64_t leeway)，来设置dispatch source的执行事件

• 实现代码

  //获得队列dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();//创建一个定时器self.timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);//设置定时器的各种属性(起止时间)dispatch_time_t start = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(8.0 * NSEC_PER_SEC));uint64_t interval = (uint64_t)(1.0 * NSEC_PER_SEC);//设置dispatch_source_set_timer(self.timer, start, interval, 0);//设置回调dispatch_source_set_event_handler(self.timer, ^{    //定时器被触发时所要执行的代码});//开启定时器dispatch_resume(self.timer);//取消定时器dispatch_cancel(self.timer);