GCD的使用

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。

GCD 和 block 的配合使用，能夠方便地進行多線程編程。

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。

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。

 1 static NSOperationQueue * queue;
 2 
 3 - (IBAction)someClick:(id)sender {
 4     self.indicator.hidden = NO;
 5     [self.indicator startAnimating];
 6     queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
 7     NSInvocationOperation * op = [[[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(download) object:nil] autorelease];
 8     [queue addOperation:op];
 9 }
10 
11 - (void)download {
12     NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://www.youdao.com"];
13     NSError * error;
14     NSString * data = [NSString stringWithContentsOfURL:url encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];
15     if (data != nil) {
16         [self performSelectorOnMainThread:@selector(download_completed:) withObject:data waitUntilDone:NO];
17     } else {
18         NSLog(@"error when download:%@", error);
19         [queue release];
20     }
21 }
22 
23 - (void) download_completed:(NSString *) data {
24     NSLog(@"call back");
25     [self.indicator stopAnimating];
26     self.indicator.hidden = YES;
27     self.content.text = data;
28     [queue release];
29 }

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：

 1 // 原代碼塊一
 2 self.indicator.hidden = NO;
 3 [self.indicator startAnimating];
 4 dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
 5     // 原代碼塊二
 6     NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://www.youdao.com"];
 7     NSError * error;
 8     NSString * data = [NSString stringWithContentsOfURL:url encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];
 9     if (data != nil) {
10         // 原代碼塊三
11         dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
12             [self.indicator stopAnimating];
13             self.indicator.hidden = YES;
14             self.content.text = data;
15         });
16     } else {
17         NSLog(@"error when download:%@", error);
18     }
19 });

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。

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：

1  // 申明變量
2  (void) (^loggerBlock)(void);
3  // 定義
4 
5  loggerBlock = ^{
6       NSLog(@"Hello world");
7  };
8  // 調用
9  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：

1 dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
2       // something
3  });

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：

 1 //  後臺執行：
 2  dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
 3       // something
 4  });
 5  // 主線程執行：
 6  dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
 7       // something
 8  });
 9  // 一次性執行：
10  static dispatch_once_t onceToken;
11  dispatch_once(&onceToken, ^{
12      // code to be executed once
13  });
14  // 延遲 2 秒執行：
15  double delayInSeconds = 2.0;
16  dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, delayInSeconds * NSEC_PER_SEC);
17  dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^(void){
18      // code to be executed on the main queue after delay
19  });

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：

1 dispatch_queue_t urls_queue = dispatch_queue_create("blog.devtang.com", NULL);
2 dispatch_async(urls_queue, ^{
3      // your code
4 });
5 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：

 1  dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
 2  dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
 3       // 並行執行的線程一
 4  });
 5  dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
 6       // 並行執行的線程二
 7  });
 8  dispatch_group_notify(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
 9       // 彙總結果
10  });

 

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：

1  __block int a = 0;
2  void  (^foo)(void) = ^{
3       a = 1;
4  }
5  foo();
6  // 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：

 1 // AppDelegate.h 文件
 2 @property (assign, nonatomic) UIBackgroundTaskIdentifier backgroundUpdateTask;
 3 
 4 // AppDelegate.m 文件
 5 - (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application
 6 {
 7     [self beingBackgroundUpdateTask];
 8     // 在這裏加上你須要長久運行的代碼
 9     [self endBackgroundUpdateTask];
10 }
11 
12 - (void)beingBackgroundUpdateTask
13 {
14     self.backgroundUpdateTask = [[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:^{
15         [self endBackgroundUpdateTask];
16     }];
17 }
18 
19 - (void)endBackgroundUpdateTask
20 {
21     [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask: self.backgroundUpdateTask];
22     self.backgroundUpdateTask = UIBackgroundTaskInvalid;
23 }