使用GCD - JavaShuo

使用GCD編程

什麼是 GCD

Grand Central Dispatch (GCD) 是 Apple 開發的一個多核編程的解決方法。該方法在 Mac OS X 10.6 雪豹中首次推出，並隨後被引入到了 iOS4.0 中。GCD 是一個替代諸如 NSThread, NSOperationQueue, NSInvocationOperation 等技術的很高效和強大的技術。緩存

GCD 和 block 的配合使用，能夠方便地進行多線程編程。多線程

應用舉例

讓咱們來看一個編程場景。咱們要在 iPhone 上作一個下載網頁的功能，該功能很是簡單，就是在 iPhone 上放置一個按鈕，點擊該按鈕時，顯示一個轉動的圓圈，表示正在進行下載，下載完成以後，將內容加載到界面上的一個文本控件中。app

不用 GCD 前

雖然功能簡單，可是咱們必須把下載過程放到後臺線程中，不然會阻塞 UI 線程顯示。因此，若是不用 GCD, 咱們須要寫以下 3 個方法：異步

someClick 方法是點擊按鈕後的代碼，能夠看到咱們用 NSInvocationOperation 建了一個後臺線程，而且放到 NSOperationQueue 中。後臺線程執行 download 方法。
download 方法處理下載網頁的邏輯。下載完成後用 performSelectorOnMainThread 執行 download_completed 方法。
download_completed 進行 clear up 的工做，並把下載的內容顯示到文本控件中。

這 3 個方法的代碼以下。能夠看到，雖然開始下載 -> 下載中 -> 下載完成這 3 個步驟是整個功能的三步。可是它們卻被切分紅了 3 塊。他們之間由於是 3 個方法，因此還須要傳遞數據參數。若是是複雜的應用，數據參數極可能就不象本例子中的 NSString 那麼簡單了，另外，下載可能放到 Model 的類中來作，而界面的控制放到 View Controller 層來作，這使得原本就分開的代碼變得更加散落。代碼的可讀性大大下降。async

static NSOperationQueue * queue;

- (IBAction)someClick:(id)sender {
 self.indicator.hidden = NO;
 [self.indicator startAnimating];
 queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
 NSInvocationOperation * op = [[[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(download) object:nil] autorelease];
 [queue addOperation:op];
}

- (void)download {
 NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://www.youdao.com"];
 NSError * error;
 NSString * data = [NSString stringWithContentsOfURL:url encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];
 if (data != nil) {
 [self performSelectorOnMainThread:@selector(download_completed:) withObject:data waitUntilDone:NO];
 } else {
 NSLog(@"error when download:%@", error);
 [queue release];
 }
}

- (void) download_completed:(NSString *) data {
 NSLog(@"call back");
 [self.indicator stopAnimating];
 self.indicator.hidden = YES;
 self.content.text = data;
 [queue release];
}

使用 GCD 後

若是使用 GCD，以上 3 個方法均可以放到一塊兒，以下所示：函數

// 原代碼塊一
self.indicator.hidden = NO;
[self.indicator startAnimating];
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
 // 原代碼塊二
 NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://www.youdao.com"];
 NSError * error;
 NSString * data = [NSString stringWithContentsOfURL:url encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];
 if (data != nil) {
 // 原代碼塊三
 dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
 [self.indicator stopAnimating];
 self.indicator.hidden = YES;
 self.content.text = data;
 });
 } else {
 NSLog(@"error when download:%@", error);
 }
});

首先咱們能夠看到，代碼變短了。由於少了原來 3 個方法的定義，也少了相互之間須要傳遞的變量的封裝。ui

另外，代碼變清楚了，雖然是異步的代碼，可是它們被 GCD 合理的整合在一塊兒，邏輯很是清晰。若是應用上 MVC 模式，咱們也能夠將 View Controller 層的回調函數用 GCD 的方式傳遞給 Modal 層，這相比之前用 @selector 的方式，代碼的邏輯關係會更加清楚。atom

block 的定義

block 的定義有點象函數指針，差異是用 ^ 替代了函數指針的 * 號，以下所示：url

    // 申明變量
 (void) (^loggerBlock)(void);
 // 定義
 
loggerBlock = ^{ 
 NSLog(@"Hello world");
 };
 // 調用
 loggerBlock();

可是大多數時候，咱們一般使用內聯的方式來定義 block，即將它的程序塊寫在調用的函數裏面，例如這樣：

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
 // something
});

從上面你們能夠看出，block 有以下特色：

程序塊能夠在代碼中之內聯的方式來定義。
程序塊能夠訪問在建立它的範圍內的可用的變量。

系統提供的 dispatch 方法

爲了方便地使用 GCD，蘋果提供了一些方法方便咱們將 block 放在主線程或後臺線程執行，或者延後執行。使用的例子以下：

// 後臺執行：
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
 // something
});
// 主線程執行：
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
 // something
});
// 一次性執行：
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
 // code to be executed once
});
// 延遲 2 秒執行：
double delayInSeconds = 2.0;
dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, delayInSeconds * NSEC_PER_SEC);
dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^(void){
 // code to be executed on the main queue after delay
});

dispatch_queue_t 也能夠本身定義，如要要自定義 queue，能夠用 dispatch_queue_create 方法，示例以下：

dispatch_queue_t urls_queue = dispatch_queue_create("blog.devtang.com", NULL);
dispatch_async(urls_queue, ^{
 // your code
});
dispatch_release(urls_queue);

另外，GCD 還有一些高級用法，例如讓後臺 2 個線程並行執行，而後等 2 個線程都結束後，再彙總執行結果。這個能夠用 dispatch_group, dispatch_group_async 和 dispatch_group_notify 來實現，示例以下：

dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
 // 並行執行的線程一
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
 // 並行執行的線程二
});
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
 // 彙總結果
});

修改 block 以外的變量

默認狀況下，在程序塊中訪問的外部變量是複製過去的，即寫操做不對原變量生效。可是你能夠加上 __block 來讓其寫操做生效，示例代碼以下：

__block int a = 0;
void (^foo)(void) = ^{
 a = 1;
}
foo();
// 這裏，a 的值被修改成 1

後臺運行

使用 block 的另外一個用處是可讓程序在後臺較長久的運行。在之前，當 app 被按 home 鍵退出後，app 僅有最多 5 秒鐘的時候作一些保存或清理資源的工做。可是應用能夠調用 UIApplication 的beginBackgroundTaskWithExpirationHandler方法，讓 app 最多有 10 分鐘的時間在後臺長久運行。這個時間能夠用來作清理本地緩存，發送統計數據等工做。

讓程序在後臺長久運行的示例代碼以下：

// AppDelegate.h 文件
@property (assign, nonatomic) UIBackgroundTaskIdentifier backgroundUpdateTask;

// AppDelegate.m 文件
- (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application
{
 [self beingBackgroundUpdateTask];
 // 在這裏加上你須要長久運行的代碼
 [self endBackgroundUpdateTask];
}

- (void)beingBackgroundUpdateTask
{
 self.backgroundUpdateTask = [[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:^{
 [self endBackgroundUpdateTask];
 }];
}

- (void)endBackgroundUpdateTask
{
 [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask: self.backgroundUpdateTask];
 self.backgroundUpdateTask = UIBackgroundTaskInvalid;
}