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浅读iOS多线程之GCD

2018-03-22  本文已影响0人  Chaoooo_iOS

  说来惭愧，学习iOS那么久，关于GCD都是直接看网上的资料，还没有系统的看过官方文档，所以打算好好读一读官方文档，加深自己对GCD的了解。

什么是GCD

什么是GCD呢？
从《Objective-C高级编程 iOS与OS X多线程和内存管理》一书中这样介绍的:

Grand Central Dispatch(GCD)是异步执行任务的技术之一。开发者只需要定义想执行的任务并追加到适当的Dispatch Queue 中， GCD就能生成必要的线程并计划执行任务。由于线程管理是作为系统的一部分来实现的，因此可统一管理，也可执行任务，这样久比以前的线程更有效率。也就是说，GCD用我们难以置信的非常简洁技术方法，实现了极为复杂繁琐的多线程编程。

但是我在看官方文档中并没有看到这段话，估计是更新了吧。最新的官网上是这么说的：

Grand Central Dispatch(GCD)包含了用来增强系统对多核硬件的并发执行能力的语言特性、runtime库和系统加强包。GCD在系统级别上运行，可以更好的适应所有运行的应用程序的需求，并以一种平衡的方式将它们和可用的资源相匹配。

总体来说，GCD使用方便且高效，但是使用的时候需要注意，避免线程阻塞、死锁等状况发生。

GCD的API

1.Dispatch Queue

Dispatch Queue 是一个轻量级的对象，你只需提交你想执行任务的代码块。Dispatch Queue 按照FIFO（先进先出）顺序调用提交给它的代码块。一个串型队列一次只能调用一个块，但是不同的队列可以同时调用它们自己的代码块。

Dispatch Queue 的类型分为两种：DISPATCH_QUEUE_SERIAL 和 DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT。

Dispatch Queue Type 说明
DISPATCH_QUEUE_SERIAL 串型队列，每次只能执行一个任务
DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 并行队列，可以同时执行多个任务

2.获得Dispatch Queue

我们了解了Dispatch Queue的类型，那么如何获得DispatchQueue呢？我们有两张方法获取Dispatch Queue：1.通过dispatch_queue_create 自己创建 2.获取系统提供的Dispatch Queue（Main Dispatch Queue & Global Dispatch Queue）。

2.1 dispatch_queue_create

我们可以直接通过dispatch_queue_create函数生成Dispatch Queue

       //第一个参数：queue的唯一标识 ；第二个参数：队列的类型 ，为NULL是默认为DISPATCH_QUEUE_SERIAL
       dispatch_queue_create(<#const char * _Nullable label#>, <#dispatch_queue_attr_t  _Nullable attr#>)
       dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.serial0.myqueue", NULL);
       dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("com.serial1.myqueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
       dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("com.concurrentQueue.myqueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

其中dispatch_queue_create函数的第一个参数是创建的队列的唯一标识，官方文档推荐我们使用反向dns的命名格式（com.examle.myqueue）。你可以将标识设置为NULL，但是不推荐，因为给队列添加标识，能够在调试的时候清楚的知道当前的执行队列，还能在crashLog中给出提示。 你也可以通过dispatch_queue_get_label函数获取当前队列的标识。第二个参事设置队列的类型，置NULL为DISPATCH_QUEUE_SERIAL类型。

2.2 Main Dispatch Queue & Global Dispatch Queue

Main Dispatch Queue 为主线程，有且仅有一个，所以主线程是serial Dispatch Queue。追加到主线程到任务在主线程的RunLoop中执行，所以用户界面的UI更新这些必须放到主线程中，而一些耗时的操作尽量避免放到主线程。
Global Dispatch Queue 为全局线程，是Concurrent Dispatch Queue，有四个优先级，分别为：

系统提供的Dispatch Queue的总结如下：

名称 类型 说明
Main Dispatch Queue Serial Dispatch Queue 主线程执行
Global Dispatch Queue（High Priority） Concurrent Dispatch Queue 高优先级
Global Dispatch Queue（Default Priority） Concurrent Dispatch Queue 默认优先级
Global Dispatch Queue（Low Priority） Concurrent Dispatch Queue 低优先级
Global Dispatch Queue（Background Priority） Concurrent Dispatch Queue 后台优先级

系统Dispatch Queue 获取如下：

    dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();
    dispatch_queue_t highQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0);
    dispatch_queue_t defaultQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    dispatch_queue_t lowQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW, 0);
    dispatch_queue_t backgroundQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND, 0);

GCD使用

我们了解了GCD，也知道获取Dispatch Queue 的方法，那么如何使用呢？系统的API里有许多方法，这里先介绍最常见的两种方法dispatch_async和dispatch_sync。

dispatch_async 异步执行

异步执行，不受其他代码块的影响，一旦放入队列中就执行。

    dispatch_queue_t defaultQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    dispatch_async(defaultQueue, ^{
       NSLog(@"actionA:%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(defaultQueue, ^{
        NSLog(@"actionB:%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(defaultQueue, ^{
        NSLog(@"actionC:%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(defaultQueue, ^{
        NSLog(@"actionD:%@", [NSThread currentThread]);
    });

代码执行结果如下：

2018-03-22 15:48:10.332231+0800 LCChat[93644:7440393] actionC:<NSThread: 0x60c000279f40>{number = 5, name = (null)}
2018-03-22 15:48:10.332232+0800 LCChat[93644:7440394] actionA:<NSThread: 0x60c000279bc0>{number = 3, name = (null)}
2018-03-22 15:48:10.332242+0800 LCChat[93644:7440395] actionD:<NSThread: 0x604000276c80>{number = 6, name = (null)}
2018-03-22 15:48:10.332252+0800 LCChat[93644:7440397] actionB:<NSThread: 0x608000271040>{number = 4, name = (null)}

说明异步执行的代码块顺序是不可控制的。

dispatch_sync 同步执行

    dispatch_queue_t defaultQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    dispatch_sync(defaultQueue, ^{
       NSLog(@"actionA:%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(defaultQueue, ^{
        NSLog(@"actionB:%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(defaultQueue, ^{
        NSLog(@"actionC:%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(defaultQueue, ^{
        NSLog(@"actionD:%@", [NSThread currentThread]);
    });

代码执行的结果如下：

2018-03-22 15:51:18.971098+0800 LCChat[93697:7443960] actionA:<NSThread: 0x60800006cd80>{number = 1, name = main}
2018-03-22 15:51:18.971344+0800 LCChat[93697:7443960] actionB:<NSThread: 0x60800006cd80>{number = 1, name = main}
2018-03-22 15:51:18.971475+0800 LCChat[93697:7443960] actionC:<NSThread: 0x60800006cd80>{number = 1, name = main}
2018-03-22 15:51:18.971603+0800 LCChat[93697:7443960] actionD:<NSThread: 0x60800006cd80>{number = 1, name = main}

证明同步执行遵守FIFO，必须等前一个block完成才能进行下一个block。

总结

基本的GCD的介绍和常用的GCD使用在上文中已经大致的介绍了，其实你看官方文档，你会发现GCD还有很多强大的功能，比如dispatch_once,dispatch I/Od等，这些不常用的，等有空的时候再一一细读。

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