GCD使用攻略

　　

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，它看起來象就其它語言的閉包(Closure)同樣，但蘋果把它叫作blocks。

 

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。

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：

• 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。

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：

// 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。

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。

GCD的定義

簡單GCD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：

// 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它，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：

1. 程序塊能夠在代碼中之內聯的方式來定義。
2. 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

GCD的另外一個用處是可讓程序在後臺較長久的運行。在沒有使用GCD時，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。可是在使用GCD後，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;
}

總結

整體來講，GCD可以極大地方便開發者進行多線程編程。若是你的app不須要支持iOS4.0如下的系統，那麼就應該儘可能使用GCD來處理後臺線程和UI線程的交互。