iOS GCD使用指南

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http://blog.csdn.net/zhangao0086/article/details/38904923 多線程


Grand Central Dispatch(GCD)是異步執行任務的技術之一。通常將應用程序中記述的線程管理用的代碼在系統級中實現。開發者只須要定義想執行的任務並追加到適當的Dispatch Queue中,GCD就能生成必要的線程並計劃執行任務。因爲線程管理是做爲系統的一部分來實現的,所以可統一管理,也可執行任務,這樣就比之前的線程更有效率。 併發


Dispatch Queue app

Dispatch Queue是用來執行任務的隊列,是GCD中最基本的元素之一。 異步

Dispatch Queue分爲兩種: async


Serial Dispatch Queue,按添加進隊列的順序(先進先出)一個接一個的執行 函數

Concurrent Dispatch Queue,併發執行隊列裏的任務 spa

簡而言之,Serial Dispatch Queue只使用了一個線程,Concurrent Dispatch Queue使用了多個線程(具體使用了多少個,由系統決定)。  .net

能夠經過兩種方式來得到Dispatch Queue,第一種方式是本身建立一個:

let myQueue: dispatch_queue_t = dispatch_queue_create("com.xxx", nil) 

第一個參數是隊列的名稱,通常是使用倒序的全域名。雖然能夠不給隊列指定一個名稱,可是有名稱的隊列可讓咱們在遇到問題時更好調試;當第二個參數爲nil時返回Serial Dispatch Queue,如上面那個例子,當指定爲DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT時返回Concurrent Dispatch Queue。

須要注意一點,若是是在OS X 10.8或iOS 6以及以後版本中使用,Dispatch Queue將會由ARC自動管理,若是是在此以前的版本,須要本身手動釋放,以下: 


let myQueue: dispatch_queue_t = dispatch_queue_create("com.xxx", nil)

dispatch_async(myQueue, { () -> Void in

    println("in Block")

})

dispatch_release(myQueue) //釋放線程


以上是經過手動建立的方式來獲取Dispatch Queue,第二種方式是直接獲取系統提供的Dispatch Queue。

要獲取的Dispatch Queue無非就是兩種類型:


Main Dispatch Queue

Global Dispatch Queue / Concurrent Dispatch Queue

通常只在須要更新UI時咱們才獲取Main Dispatch Queue,其餘狀況下用Global Dispatch Queue就知足需求了:

//獲取Main Dispatch Queue

let mainQueue = dispatch_get_main_queue()

//獲取Global Dispatch Queue

let globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)

獲得的Global Dispatch Queue其實是一個Concurrent Dispatch Queue,Main Dispatch Queue實際上就是Serial Dispatch Queue(而且只有一個)。

獲取Global Dispatch Queue的時候能夠指定優先級,能夠根據本身的實際狀況來決定使用哪一種優先級。

通常狀況下,咱們經過第二種方式獲取Dispatch Queue就好了。


dispatch_after

dispatch_after能讓咱們添加進隊列的任務延時執行,好比想讓一個Block在10秒後執行: 


var time = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (Int64)(10 * NSEC_PER_SEC))

dispatch_after(time, globalQueue) { () -> Void in

    println("在10秒後執行")


NSEC_PER_SEC表示的是秒數,它還提供了NSEC_PER_MSEC表示毫秒。

上面這句dispatch_after的真正含義是在10秒後把任務添加進隊列中,並非表示在10秒後執行,大部分狀況該函數能達到咱們的預期,只有在對時間要求很是精準的狀況下才可能會出現問題。

獲取一個dispatch_time_t類型的值能夠經過兩種方式來獲取,以上是第一種方式,即經過dispatch_time函數,另外一種是經過dispatch_walltime函數來獲取,dispatch_walltime須要使用一個timespec的結構體來獲得dispatch_time_t。一般dispatch_time用於計算相對時間,dispatch_walltime用於計算絕對時間,我寫了一個把NSDate轉成dispatch_time_t的Swift方法: 


func getDispatchTimeByDate(date: NSDate) -> dispatch_time_t {

    let interval = date.timeIntervalSince1970

    var second = 0.0

    let subsecond = modf(interval, &second)

    var time = timespec(tv_sec: __darwin_time_t(second), tv_nsec: (Int)(subsecond * (Double)(NSEC_PER_SEC)))

    return dispatch_walltime(&time, 0)

這個方法接收一個NSDate對象,而後把NSDate轉成dispatch_walltime須要的timespec結構體,最後再把dispatch_time_t返回,一樣是在10秒後執行,以前的代碼在調用部分須要修改爲: 

var time = getDispatchTimeByDate(NSDate(timeIntervalSinceNow: 10))

dispatch_after(time, globalQueue) { () -> Void in

    println("在10秒後執行")

}

這就是經過絕對時間來使用dispatch_after的例子。


dispatch_group

可能常常會有這樣一種狀況:咱們如今有3個Block要執行,咱們不在意它們執行的順序,咱們只但願在這3個Block執行完以後再執行某個操做。這個時候就須要使用dispatch_group了:

let globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)

let group = dispatch_group_create()


dispatch_group_async(group, globalQueue) { () -> Void in

    println("1")

}

dispatch_group_async(group, globalQueue) { () -> Void in

    println("2")

}

dispatch_group_async(group, globalQueue) { () -> Void in

    println("3")

}

dispatch_group_notify(group, globalQueue) { () -> Void in

    println("completed")

}

輸出的順序與添加進隊列的順序無關,由於隊列是Concurrent Dispatch Queue,但「completed」的輸出必定是在最後的:

[plain] view plain copy


print? 

1 312  

2 completed  

除了使用dispatch_group_notify函數能夠獲得最後執行完的通知外,還可使用

let globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)

let group = dispatch_group_create()


dispatch_group_async(group, globalQueue) { () -> Void in

    println("1")

}

dispatch_group_async(group, globalQueue) { () -> Void in

    println("2")

}

dispatch_group_async(group, globalQueue) { () -> Void in

    println("3")

}

//使用dispatch_group_wait函數

dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER)

println("completed")

須要注意的是,dispatch_group_wait實際上會使當前的線程處於等待的狀態,也就是說若是是在主線程執行dispatch_group_wait,在上面的Block執行完以前,主線程會處於卡死的狀態。能夠注意到dispatch_group_wait的第二個參數是指定超時的時間,若是指定爲DISPATCH_TIME_FOREVER(如上面這個例子)則表示會永久等待,直到上面的Block所有執行完,除此以外,還能夠指定爲具體的等待時間,根據dispatch_group_wait的返回值來判斷是上面block執行完了仍是等待超時了。

最後,同以前建立dispatch_queue同樣,若是是在OS X 10.8或iOS 6以及以後版本中使用,Dispatch Group將會由ARC自動管理,若是是在此以前的版本,須要本身手動釋放。


dispatch_barrier_async

dispatch_barrier_async就如同它的名字同樣,在隊列執行的任務中增長「柵欄」,在增長「柵欄」以前已經開始執行的block將會繼續執行,當dispatch_barrier_async開始執行的時候其餘的block處於等待狀態,dispatch_barrier_async的任務執行完後,其後的block纔會執行。咱們簡單的寫個例子,假設這個例子有讀文件和寫文件的部分:


func writeFile() {

    NSUserDefaults.standardUserDefaults().setInteger(7, forKey: "Integer_Key")

}


func readFile(){

    print(NSUserDefaults.standardUserDefaults().integerForKey("Integer_Key"))

寫文件只是在NSUserDefaults寫入一個數字7,讀只是將這個數字打印出來而已。咱們要避免在寫文件時候正好有線程來讀取,就使用dispatch_barrier_async函數: 



NSUserDefaults.standardUserDefaults().setInteger(9, forKey: "Integer_Key")

let globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)

dispatch_async(globalQueue) {self.readFile()}

dispatch_async(globalQueue) {self.readFile()}

dispatch_async(globalQueue) {self.readFile()}

dispatch_async(globalQueue) {self.readFile()}

dispatch_barrier_async(globalQueue) {self.writeFile() ; self.readFile()}

dispatch_async(globalQueue) {self.readFile()}

dispatch_async(globalQueue) {self.readFile()}

dispatch_async(globalQueue) {self.readFile()} 

咱們先將一個9初始化到NSUserDefaults的Integer_Key中,而後在中間執行dispatch_barrier_async函數,因爲這個隊列是一個Concurrent Dispatch Queue,能同時併發多少線程是由系統決定的,若是添加dispatch_barrier_async的時候,其餘的block(包括上面4個block)尚未開始執行,那麼會先執行dispatch_barrier_async裏的任務,其餘block所有處於等待狀態。若是添加dispatch_barrier_async的時候,已經有block在執行了,那麼dispatch_barrier_async會等這些block執行完後再執行。



dispatch_apply

dispatch_apply會將一個指定的block執行指定的次數。若是要對某個數組中的全部元素執行一樣的block的時候,這個函數就顯得頗有用了,用法很簡單,指定執行的次數以及Dispatch Queue,在block回調中會帶一個索引,而後就能夠根據這個索引來判斷當前是對哪一個元素進行操做: 

let globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)

dispatch_apply(10, globalQueue) { (index) -> Void in

    print(index)

}

print("completed") 

因爲是Concurrent Dispatch Queue,不能保證哪一個索引的元素是先執行的,可是「completed」必定是在最後打印,由於dispatch_apply函數是同步的,執行過程當中會使線程在此處等待,因此通常的,咱們應該在一個異步線程裏使用dispatch_apply函數:

let globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)

dispatch_async(globalQueue, { () -> Void in

    dispatch_apply(10, globalQueue) { (index) -> Void in

        print(index)

    }

    print("completed")

})

print("在dispatch_apply以前") 


dispatch_suspend / dispatch_resume

某些狀況下,咱們可能會想讓Dispatch Queue暫時中止一下,而後在某個時刻恢復處理,這時就可使用dispatch_suspend以及dispatch_resume函數: 

//暫停

dispatch_suspend(globalQueue)

//恢復

dispatch_resume(globalQueue)

暫停時,若是已經有block正在執行,那麼不會對該block的執行產生影響。dispatch_suspend只會對還未開始執行的block產生影響。


Dispatch Semaphore

信號量在多線程開發中被普遍使用,當一個線程在進入一段關鍵代碼以前,線程必須獲取一個信號量,一旦該關鍵代碼段完成了,那麼該線程必須釋放信號量。其它想進入該關鍵代碼段的線程必須等待前面的線程釋放信號量。

信號量的具體作法是:當信號計數大於0時,每條進來的線程使計數減1,直到變爲0,變爲0後其餘的線程將進不來,處於等待狀態;執行完任務的線程釋放信號,使計數加1,如此循環下去。

下面這個例子中使用了10條線程,可是同時只執行一條,其餘的線程處於等待狀態:

let globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)

let semaphore =  dispatch_semaphore_create(1)

for i in 0 ... 9 {

    dispatch_async(globalQueue, { () -> Void in

        dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER)

        let time = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (Int64)(2 * NSEC_PER_SEC))

        dispatch_after(time, globalQueue) { () -> Void in

            print("2秒後執行")

            dispatch_semaphore_signal(semaphore)

        }

    })

}

取得信號量的線程在2秒後釋放了信息量,至關因而每2秒執行一次。

經過上面的例子能夠看到,在GCD中,用dispatch_semaphore_create函數能初始化一個信號量,同時須要指定信號量的初始值;使用dispatch_semaphore_wait函數分配信號量並使計數減1,爲0時處於等待狀態;使用dispatch_semaphore_signal函數釋放信號量,並使計數加1。

另外dispatch_semaphore_wait一樣也支持超時,只須要給其第二個參數指定超時的時候便可,同Dispatch Group的dispatch_group_wait函數相似,能夠經過返回值來判斷。

這個函數也須要注意,若是是在OS X 10.8或iOS 6以及以後版本中使用,Dispatch Semaphore將會由ARC自動管理,若是是在此以前的版本,須要本身手動釋放。



dispatch_once

dispatch_once函數一般用在單例模式上,它能夠保證在程序運行期間某段代碼只執行一次,若是咱們要經過dispatch_once建立一個單例類,在Swift能夠這樣:

class SingletonObject {

    class var sharedInstance : SingletonObject {

        struct Static {

            static var onceToken : dispatch_once_t = 0

            static var instance : SingletonObject? = nil

        }

        dispatch_once(&Static.onceToken) {

            Static.instance = SingletonObject()

        }

        return Static.instance!

    }

}

這樣就能經過GCD的安全機制保證這段代碼只執行一次。

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