iOS 多线程编程之Grand Central Dispatch(GCD)-低调大师

iOS 多线程编程之Grand Central Dispatch(GCD)

2017-10-18 758

介绍：

Grand Central Dispatch 简称（GCD）是苹果公司开发的技术，以优化的应用程序支持多核心处理器和其它的对称多处理系统的系统。这建立在任务并行运行的线程池模式的基础上的。

它首次公布在Mac OS X 10.6 。iOS 4及以上也可用。

设计：

GCD的工作原理是：让程序平行排队的特定任务。依据可用的处理资源，安排他们在不论什么可用的处理器核心上运行任务。

一个任务能够是一个函数(function)或者是一个block。 GCD的底层依旧是用线程实现，只是这样能够让程序猿不用关注实现的细节。

GCD中的FIFO队列称为dispatch queue。它能够保证先进来的任务先得到运行
dispatch queue分为以下三种：

Serial

又称为private dispatch queues。同一时候仅仅运行一个任务。Serial queue通经常使用于同步訪问特定的资源或数据。

当你创建多个Serial queue时，尽管它们分别是同步运行的，但Serial queue与Serial queue之间是并发运行的。

Concurrent

又称为global dispatch queue，能够并发地运行多个任务。可是运行完毕的顺序是随机的。

Main dispatch queue

它是全局可用的serial queue。它是在应用程序主线程上运行任务的。

我们看看dispatch queue怎样使用

1、经常使用的方法dispatch_async

为了避免界面在处理耗时的操作时卡死。比方读取网络数据，IO,数据库读写等，我们会在另外一个线程中处理这些操作，然后通知主线程更新界面。

用GCD实现这个流程的操作比前面介绍的NSThread NSOperation的方法都要简单。代码框架结构例如以下：

 dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{  
        // 耗时的操作  
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{  
            // 更新界面  
        });  
    });

假设这样还不清晰的话，那我们还是用上两篇博客中的下载图片为样例。代码例如以下：

    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{  
        NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://avatar.csdn.net/2/C/D/1_totogo2010.jpg"];  
        NSData * data = [[NSData alloc]initWithContentsOfURL:url];  
        UIImage *image = [[UIImage alloc]initWithData:data];  
        if (data != nil) {  
            dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{  
                self.imageView.image = image;  
             });  
        }  
    });

运行显示：

是不是代码比NSThread NSOperation简洁非常多。并且GCD会自己主动依据任务在多核处理器上分配资源。优化程序。

系统给每一个应用程序提供了三个concurrent dispatch queues。这三个并发调度队列是全局的，它们仅仅有优先级的不同。由于是全局的。我们不须要去创建。

我们仅仅须要通过使用函数dispath_get_global_queue去得到队列，例如以下：

dispatch_queue_t globalQ = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

这里也用到了系统默认就有一个串行队列main_queue

dispatch_queue_t mainQ = dispatch_get_main_queue();

尽管dispatch queue是引用计数的对象，可是以上两个都是全局的队列，不用retain或release。

2、dispatch_group_async的使用

dispatch_group_async能够实现监听一组任务是否完毕，完毕后得到通知运行其它的操作。

这种方法非常实用。比方你运行三个下载任务。当三个任务都下载完毕后你才通知界面说完毕的了。以下是一段样例代码：

    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, ^{  
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];  
        NSLog(@"group1");  
    });  
    dispatch_group_async(group, queue, ^{  
        [NSThread sleepForTimeInterval:2];  
        NSLog(@"group2");  
    });  
    dispatch_group_async(group, queue, ^{  
        [NSThread sleepForTimeInterval:3];  
        NSLog(@"group3");  
    });  
    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{  
        NSLog(@"updateUi");  
    });  
    dispatch_release(group);

dispatch_group_async是异步的方法，运行后能够看到打印结果：

2012-09-25 16:04:16.737 gcdTest[43328:11303] group1
2012-09-25 16:04:17.738 gcdTest[43328:12a1b] group2
2012-09-25 16:04:18.738 gcdTest[43328:13003] group3
2012-09-25 16:04:18.739 gcdTest[43328:f803] updateUi

每一个一秒打印一个，当第三个任务运行后。upadteUi被打印。

3、dispatch_barrier_async的使用

dispatch_barrier_async是在前面的任务运行结束后它才运行。并且它后面的任务等它运行完毕之后才会运行

样例代码例如以下：

    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("gcdtest.rongfzh.yc", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);  
    dispatch_async(queue, ^{  
        [NSThread sleepForTimeInterval:2];  
        NSLog(@"dispatch_async1");  
    });  
    dispatch_async(queue, ^{  
        [NSThread sleepForTimeInterval:4];  
        NSLog(@"dispatch_async2");  
    });  
    dispatch_barrier_async(queue, ^{  
        NSLog(@"dispatch_barrier_async");  
        [NSThread sleepForTimeInterval:4];  

    });  
    dispatch_async(queue, ^{  
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];  
        NSLog(@"dispatch_async3");  
    });

打印结果：

2012-09-25 16:20:33.967 gcdTest[45547:11203] dispatch_async1

2012-09-25 16:20:35.967 gcdTest[45547:11303] dispatch_async2

2012-09-25 16:20:35.967 gcdTest[45547:11303] dispatch_barrier_async

2012-09-25 16:20:40.970 gcdTest[45547:11303] dispatch_async3

每一个一秒打印一个，当第三个任务运行后。upadteUi被打印。

3、dispatch_barrier_async的使用

dispatch_barrier_async是在前面的任务运行结束后它才运行。并且它后面的任务等它运行完毕之后才会运行

样例代码例如以下：

    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("gcdtest.rongfzh.yc", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);  
    dispatch_async(queue, ^{  
        [NSThread sleepForTimeInterval:2];  
        NSLog(@"dispatch_async1");  
    });  
    dispatch_async(queue, ^{  
        [NSThread sleepForTimeInterval:4];  
        NSLog(@"dispatch_async2");  
    });  
    dispatch_barrier_async(queue, ^{  
        NSLog(@"dispatch_barrier_async");  
        [NSThread sleepForTimeInterval:4];  

    });  
    dispatch_async(queue, ^{  
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];  
        NSLog(@"dispatch_async3");  
    });

打印结果：

2012-09-25 16:20:33.967 gcdTest[45547:11203] dispatch_async1

2012-09-25 16:20:35.967 gcdTest[45547:11303] dispatch_async2

2012-09-25 16:20:35.967 gcdTest[45547:11303] dispatch_barrier_async

2012-09-25 16:20:40.970 gcdTest[45547:11303] dispatch_async3

请注意运行的时间。能够看到运行的顺序如上所述。

4、dispatch_apply

运行某个代码片段N次。

dispatch_apply(5, globalQ, ^(size_t index) {
    // 运行5次
});

本篇使用的到的样例代码：http://download.csdn.net/detail/totogo2010/4596471

GCD还有非常多其它使用方法，能够參考官方文档

參考的文档还有：http://en.wikipedia.org/wiki/Grand_Central_Dispatch

前两篇多线程博文：iOS多线程编程之NSThread的使用
 iOS多线程编程之NSOperation和NSOperationQueue的使用

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