GCD

GCD的介绍

• 什么是GCD
  全称是Grand Central Dispatch，可译为“牛逼的中枢调度器”
  纯C语言，提供了非常多强大的函数

• GCD的优势
  GCD是苹果公司为多核的并行运算提出的解决方案
  GCD会自动利用更多的CPU内核（比如双核、四核）
  GCD会自动管理线程的生命周期（创建线程、调度任务、销毁线程）
  程序员只需要告诉GCD想要执行什么任务，不需要编写任何线程管理代码

• GCD中有2个核心概念
  任务：执行什么操作
  队列：用来存放任务

• GCD的使用就2个步骤
  定制任务
  确定想做的事情

• GCD中有2个用来执行任务的常用函数

• 用同步的方式执行任务
  dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
  queue：队列
  block：任务

• 用异步的方式执行任务
  dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

• 同步和异步的区别
  同步：只能在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力
  异步：可以在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力

• GCD的队列可以分为2大类型

• 并发队列（Concurrent Dispatch Queue）
  可以让多个任务并发（同时）执行（自动开启多个线程同时执行任务）
  并发功能只有在异步（dispatch_async）函数下才有效

• 串行队列（Serial Dispatch Queue）
  让任务一个接着一个地执行（一个任务执行完毕后，再执行下一个任务）

• 有4个术语比较容易混淆：同步、异步、并发、串行
  同步和异步主要影响：能不能开启新的线程
  同步：只是在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力
  异步：可以在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力
  并发和串行主要影响：任务的执行方式
  并发：允许多个任务并发（同时）执行
  串行：一个任务执行完毕后，再执行下一个任务

GCD基本使用

• 异步 + 并行
• 会开启新线程
• 异步任务, 会先执行完所有的代码, 再在子线程中执行任务

//dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.lnj", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
     //第一个参数: 队列的名称
     // 第二个参数: 队列的类型
    // 其实系统内部已经给我们提供了一个现成的并发队列
   // 1.获取全局的并发队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0 , 0);
    /*
     第一个参数: iOS8以前是线程的优先级/ iOS8以后代表服务质量
     iOS8以前
     *  - DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH: 2
     *  - DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT: 0
     *  - DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW: -2
     *  - DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND: -32768
     
     iOS8开始, 取值都是十六进制
     *  - QOS_CLASS_USER_INTERACTIVE 用户交互(用户迫切的想执行任务, 不要在这种服务质量下做耗时的操作)
     *  - QOS_CLASS_USER_INITIATED   用户需要
     *  - QOS_CLASS_DEFAULT          默认(重置队列)
     *  - QOS_CLASS_UTILITY          实用工具(耗时的操作放在这里)
     *  - QOS_CLASS_BACKGROUND
     *  - QOS_CLASS_UNSPECIFIED      没有设置任何优先级
     第二个参数: 系统保留的参数, 永远传0
     */

    // 2.添加任务到队列
    // 文档说明是FIFO原则, 先进先出
    // 打印结果不正确的原因: 线程的执行速度可能不一样, 有得快一些, 有的慢一些
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"1 - %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"2 - %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"3 - %@", [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"%s", __func__);

• 异步 + 串行
• 会创建新的线程, 但是只会创建一个新的线程, 所有的任务都在这个新的线程中执行

// 1.创建队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.lnj", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    // 2.添加任务
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"1 - %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"2 - %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"3 - %@", [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"%s", __func__);

• 同步 + 并行
  • 注意: 如果是同步函数, 只要代码执行到了同步函数的那一行, 就会立即执行任务, 只有任务执行完毕才会继续往后执行
    能不能开启新的线程, 和并行/串行没有关系, 只要函数是同步就不会开启新线程

// 1.创建队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    
    // 2.添加任务
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"1 - %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"2 - %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"3 - %@", [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"%s", __func__);

• 同步 + 串行

 // 1.创建队列
     因为线程默认就是串行, 所以创建串行队列的时候, 队列类型可以不传值
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.lnj", NULL);
// 2.添加任务
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"1 - %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"2 - %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"3 - %@", [NSThread currentThread]);
    });    

• 异步 + 主队列

     // 主队列, 只要将任务放到主队列中, 那么任务就会在主线程中执行
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    // 如果任务放在主队列中, 哪怕是异步方法也不会创建新的线程
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"1 - %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"2 - %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"3 - %@", [NSThread currentThread]);
    });

• 同步 + 主队列

    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
   dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"1 - %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"2 - %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"3 - %@", [NSThread currentThread]);
    });

• 注意: ** 同步函数不能搭配主队列使用,会发生死循环**
  如果是在子线程中调用同步函数 + 主对列 是可以执行的

线程间通信

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    // 1.下载图片(耗时)
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
        // 1.创建URL
        NSURL *url = [NSURL  URLWithString:@"xxx"];
        // 2.通过NSData下载图片
        NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
        // 3.将NSData转换为图片
        UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
        // 4.更新UI
       // 如果是通过异步函数调用, 那么会先执行完所有的代码, 再更新UI
       // 如果是同步函数调用, 那么会先更新UI, 再执行其它代码
        dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
            self.imageView.image = image;
            NSLog(@"更新UI完毕");
        });
        NSLog(@"Other");
    });

GCD常用方法

• 一次性代码

//使用dispatch_once函数能保证某段代码在程序运行过程中只被执行1次
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
    // 只执行1次的代码(这里面默认是线程安全的)
});

• 执行任务
  GCD中还有个用来执行任务的函数：
  dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
  在前面的任务执行结束后它才执行，而且它后面的任务等它执行完成之后才会执行

• 要想执行完前面所有的任务再执行barrier必须满足两个条件

  1. 所有任务都是在同一个队列中
  2. 队列不能是全局并行队列, 必须是自己创建的队列

• 快速迭代

     //使用dispatch_apply函数能进行快速迭代遍历
     //第一个参数: 需要执行几次任务
     // 第二个参数: 队列
     // 第三个参数: 当前被执行到得任务的索引
dispatch_apply(10, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^(size_t index){
     // 执行10次代码，index顺序不确定
});

• 延时执行

    // 将需要执行的代码, 和方法放在一起, 提高代码的阅读性
    // 相比NSTimer来说, GCD的延迟执行更加准确
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
    // 2秒后执行这里的代码...
});

• 队列组
  有这么1种需求
  首先：分别异步执行2个耗时的操作
  其次：等2个异步操作都执行完毕后，再回到主线程执行操作
  如果想要快速高效地实现上述需求，可以考虑用队列组

dispatch_group_t group =  dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    // 执行1个耗时的异步操作
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    // 执行1个耗时的异步操作
});
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
    // 等前面的异步操作都执行完毕后，回到主线程...
});