1.队列

• 串行队列，串行队列将任务以先进先出(FIFO)的顺序来执行，所以串行队列经常用来做访问某些特定资源的同步处理。你可以也根据需要创建多个队列，而这些队列相对其他队列都是并发执行的。换句话说，如果你创建了4个串行队列，每一个队列在同一时间都只执行一个任务，对这四个任务来说，他们是相互独立且并发执行的。如果需要创建串行队列，一般用dispatch_queue_create这个方法来实现，并指定队列类型DISPATCH_QUEUE_SERIAL。

• 并发队列，并发队列虽然是能同时执行多个任务，但这些任务仍然是按照先到先执行(FIFO)的顺序来执行的。并发队列会基于系统负载来合适地选择并发执行这些任务。并发队列一般指的就是全局队列(Global queue)，进程中存在四个全局队列：高、中(默认)、低、后台四个优先级队列，可以调用dispatch_get_global_queue函数传入优先级来访问队列。当然我们也可以用dispatch_queue_create，并指定队列类型DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT，来自己创建一个并发队列。

• 主队列，与主线程功能相同。实际上，提交至main queue的任务会在主线程中执行。main queue可以调用dispatch_get_main_queue()来获得。因为main queue是与主线程相关的，所以这是一个串行队列。和其它串行队列一样，这个队列中的任务一次只能执行一个。它能保证所有的任务都在主线程执行，而主线程是唯一可用于更新 UI 的线程。

2.任务

• 同步任务，使用dispatch_sync将任务加入队列。将同步任务加入串行队列，会顺序执行，一般不这样做并且在一个任务未结束时调起其它同步任务会死锁。将同步任务加入并行队列，会顺序执行，但是也没什么意义。

• 异步任务，使用dispatch_async将任务加入队列。将异步任务加入串行队列，会顺序执行，并且不会出现死锁问题。将异步任务加入并行队列，会并行执行多个任务，这也是我们最常用的一种方式。

3.GCD常见的用法和应用场景

3.1 dispatch_async（常见的应用场景是异步处理耗时的操作，然后耗时操作处理完毕后，使用主线程更新UI）

dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_async(globalQueue, ^{
    // 一个异步的任务，例如网络请求，耗时的文件操作等等
    ...
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        // UI刷新
        ...
    });
});

3.2 dispatch_after (常用的应用场景是延时调用)

dispatch_queue_t queue= dispatch_get_main_queue();
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(5.0 * NSEC_PER_SEC)), queue, ^{
    // 在queue里面延迟执行的一段代码
    ...
});

3.3 dispatch_once (常用于单例的创建，只创建一次)

static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
    // 只执行一次的任务
    ...
});

3.4 dispatch_group (GCD组，把一组任务提交到队列中，多个请求完毕后才处理事情，如多个网络请求完毕会，才去更新UI)

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

dispatch_group_async(group, queue, ^{
    // 异步任务1
});

dispatch_group_async(group, queue, ^{
    // 异步任务2
});

// 等待group中多个异步任务执行完毕，做一些事情，介绍两种方式

// 方式1（不好，会卡住当前线程）
dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
...

// 方式2（比较好）
dispatch_group_notify(group, mainQueue, ^{
    // 任务完成后，在主队列中做一些操作
    ...
});

3.5 dispatch_barrier_async(和dispatch_group类似，dispatch_barrier也是异步任务间的一种同步方式，可以在比如文件的读写操作时使用，保证读操作的准确性。另外，有一点需要注意，dispatch_barrier_sync和dispatch_barrier_async只在自己创建的并发队列上有效，在全局(Global)并发队列、串行队列上，效果跟dispatch_(a)sync效果一样)

// dispatch_barrier_async的作用可以用一个词概括－－承上启下，它保证此前的任务都先于自己执行，此后的任务也迟于自己执行。本例中，任务4会在任务1、2、3都执行完之后执行，而任务5、6会等待任务4执行完后执行。

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(queue, ^{
    // 任务1
    ...
});
dispatch_async(queue, ^{
    // 任务2
    ...
});
dispatch_async(queue, ^{
    // 任务3
    ...
});
dispatch_barrier_async(queue, ^{
    // 任务4
    ...
});
dispatch_async(queue, ^{
    // 任务5
    ...
});
dispatch_async(queue, ^{
    // 任务6
    ...
});

3.6 dispatch_apply(dispatch_apply有什么用呢，因为dispatch_apply并行的运行机制，效率一般快于for循环的类串行机制（在for一次循环中的处理任务很多时差距比较大）。比如这可以用来拉取网络数据后提前算出各个控件的大小，防止绘制时计算，提高表单滑动流畅性，如果用for循环，耗时较多，并且每个表单的数据没有依赖关系，所以用dispatch_apply比较好)

// for循环做一些事情，输出0123456789
for (int i = 0; i < 10; i ++) {
    NSLog(@"%d", i);
}

// dispatch_apply替换（当且仅当处理顺序对处理结果无影响环境），输出顺序不定，比如1098673452
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
/*! dispatch_apply函数说明
*
*  @brief  dispatch_apply函数是dispatch_sync函数和Dispatch Group的关联API
*         该函数按指定的次数将指定的Block追加到指定的Dispatch Queue中,并等到全部的处理执行结束
*
*  @param 10    指定重复次数  指定10次
*  @param queue 追加对象的Dispatch Queue
*  @param index 带有参数的Block, index的作用是为了按执行的顺序区分各个Block
*
*/
dispatch_apply(10, queue, ^(size_t index) {
    NSLog(@"%zu", index);
});

3.7 dispatch_suspend和dispatch_resume(队列的暂停和恢复，已添加到队列中没有执行的任务不会执行，直至等到线程恢复才会继续执行)

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
dispatch_suspend(queue); //暂停队列queue
dispatch_resume(queue);  //恢复队列queue

3.8 dispatch_semaphore_signal

dispatch_semaphore 信号量基于计数器的一种多线程同步机制。在多个线程访问共有资源时候，会因为多线程的特性而引发数据出错的问题。

// dispatch_semaphore_signal有两类用法：a、解决同步问题；b、解决有限资源访问（资源为1，即互斥）问题。
// dispatch_semaphore_wait，若semaphore计数为0则等待，大于0则使其减1。
// dispatch_semaphore_signal使semaphore计数加1。

// a、同步问题：输出肯定为1、2、3。
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_semaphore_t semaphore1 = dispatch_semaphore_create(1);
dispatch_semaphore_t semaphore2 = dispatch_semaphore_create(0);
dispatch_semaphore_t semaphore3 = dispatch_semaphore_create(0);

dispatch_async(queue, ^{
    // 任务1
    dispatch_semaphore_wait(semaphore1, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"1\n");
    dispatch_semaphore_signal(semaphore2);
    dispatch_semaphore_signal(semaphore1);
});

dispatch_async(queue, ^{
    // 任务2
    dispatch_semaphore_wait(semaphore2, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"2\n");
    dispatch_semaphore_signal(semaphore3);
    dispatch_semaphore_signal(semaphore2);
});

dispatch_async(queue, ^{
    // 任务3
    dispatch_semaphore_wait(semaphore3, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"3\n");
    dispatch_semaphore_signal(semaphore3);
});

// b、有限资源访问问题:for循环看似能创建100个异步任务，实质由于信号限制，最多创建10个异步任务。
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(10);
for (int i = 0; i < 100; i ++) {
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    dispatch_async(queue, ^{
    // 任务
    ...
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);
    });
}

dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
如果semaphore计数大于等于1.计数－1，返回，程序继续运行。
如果计数为0，则等待。
这里设置的等待时间是一直等待。

dispatch_semaphore_signal(semaphore);
计数＋1.
在这两句代码中间的执行代码，每次只会允许一个线程进入，这样就有效的保证了在多线程环境下，只能有一个线程进入。

3.9 dispatch_set_context、dispatch_get_context和dispatch_set_finalizer_f(dispatch_set_context可以为队列添加上下文数据，但是因为GCD是C语言接口形式的，所以其context参数类型是“void *”。需使用上述abc三种方式创建context，并且一般结合dispatch_set_finalizer_f使用，回收context内存)

// dispatch_set_context、dispatch_get_context是为了向队列中传递上下文context服务的。
// dispatch_set_finalizer_f相当于dispatch_object_t的析构函数。
// 因为context的数据不是foundation对象，所以arc不会自动回收，一般在dispatch_set_finalizer_f中手动回收，所以一般讲上述三个方法绑定使用。

- (void)test
{
    // 几种创建context的方式
    // a、用C语言的malloc创建context数据。
    // b、用C++的new创建类对象。
    // c、用Objective-C的对象，但是要用__bridge等关键字转为Core Foundation对象。

    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    if (queue) {
        // "123"即为传入的context
        dispatch_set_context(queue, "123");
        dispatch_set_finalizer_f(queue, &xigou);
    }
    dispatch_async(queue, ^{
        char *string = dispatch_get_context(queue);
        NSLog(@"%s", string);
    });
}

// 该函数会在dispatch_object_t销毁时调用。
void xigou(void *context)
{
    // 释放context的内存（对应上述abc）

    // a、CFRelease(context);
    // b、free(context);
    // c、delete context;
}

4. 常见的死锁

4.1 dispatch_sync

// 假设这段代码执行于主队列
dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("serialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();

// 在主队列添加同步任务
dispatch_sync(mainQueue, ^{
    // 任务
    ...
});

// 在串行队列添加同步任务 
dispatch_sync(serialQueue, ^{
    // 任务
    ...
    dispatch_sync(serialQueue, ^{
        // 任务
        ...
    });
};

4.2 dispatch_apply

// 因为dispatch_apply会卡住当前线程，内部的dispatch_apply会等待外部，外部的等待内部，所以死锁。
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_apply(10, queue, ^(size_t) {
    // 任务
    ...
    dispatch_apply(10, queue, ^(size_t) {
        // 任务
        ...
    });
});

4.3 dispatch_barrier

dispatch_barrier_sync在串行队列和全局并行队列里面和dispatch_sync同样的效果，所以需考虑同dispatch_sync一样的死锁问题。