iOS多線程編程之Grand Central Dispatch(GCD)

時間  2019-11-19
標籤 ios 多線程 編程 grand central dispatch gcd 欄目 iOS 简体版
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介紹：

Grand Central Dispatch 簡稱（GCD）是蘋果公司開發的技術，以優化的應用程序支持多核心處理器和其餘的對稱多處理系統的系統。這創建在任務並行執行的線程池模式的基礎上的。它首次發佈在Mac OS X 10.6 ，iOS 4及以上也可用。程序員

設計：

GCD的工做原理是：讓程序平行排隊的特定任務，根據可用的處理資源，安排他們在任何可用的處理器核心上執行任務。數據庫

一個任務能夠是一個函數(function)或者是一個block。 GCD的底層依然是用線程實現，不過這樣可讓程序員不用關注實現的細節。編程

GCD中的FIFO隊列稱爲dispatch queue，它能夠保證先進來的任務先獲得執行
dispatch queue分爲下面三種：網絡

Serial      

又稱爲private dispatch queues，同時只執行一個任務。Serial queue一般用於同步訪問特定的資源或數據。當你建立多個Serial queue時，雖然它們各自是同步執行的，但Serial queue與Serial queue之間是併發執行的。多線程

Concurrent

又稱爲global dispatch queue，能夠併發地執行多個任務，可是執行完成的順序是隨機的。併發

Main dispatch queue

它是全局可用的serial queue，它是在應用程序主線程上執行任務的。app

咱們看看dispatch queue如何使用框架

一、經常使用的方法dispatch_async

爲了不界面在處理耗時的操做時卡死，好比讀取網絡數據，IO,數據庫讀寫等，咱們會在另一個線程中處理這些操做，而後通知主線程更新界面。異步

用GCD實現這個流程的操做比前面介紹的NSThread  NSOperation的方法都要簡單。代碼框架結構以下：async

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{  
    // 耗時的操做  
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{  
        // 更新界面  
    });  
});

如下載圖片爲例子，代碼以下：

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;  
         });  
    }  
});

系統給每個應用程序提供了三個concurrent dispatch queues。這三個併發調度隊列是全局的，它們只有優先級的不一樣。由於是全局的，咱們不須要去建立。咱們只須要經過使用函數dispath_get_global_queue去獲得隊列，以下：

dispatch_queue_t globalQ = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

這裏也用到了系統默認就有一個串行隊列main_queue

dispatch_queue_t mainQ = dispatch_get_main_queue();

雖然dispatch queue是引用計數的對象，可是以上兩個都是全局的隊列，不用retain或release。

二、dispatch_group_async的使用

dispatch_group_async能夠實現監聽一組任務是否完成，完成後獲得通知執行其餘的操做。這個方法頗有用，好比你執行三個下載任務，當三個任務都下載完成後你才通知界面說完成的了。下面是一段例子代碼：

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是異步的方法，運行後能夠看到打印結果：

 

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

每一個一秒打印一個，當第三個任務執行後，upadteUi被打印。

 

三、dispatch_barrier_async的使用

dispatch_barrier_async是在前面的任務執行結束後它才執行，並且它後面的任務等它執行完成以後纔會執行

例子代碼以下：

dispatch_barrier_async是在前面的任務執行結束後它才執行，並且它後面的任務等它執行完成以後纔會執行

例子代碼以下：

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");  
});

打印結果：

 

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

請注意執行的時間，能夠看到執行的順序如上所述。

四、dispatch_apply 

執行某個代碼片斷N次。
dispatch_apply(5, globalQ, ^(size_t index) {
    // 執行5次
});

iOS多線程編程之NSOperation和NSOperationQueue的使用 

五、Demo

/**
 *  串行隊列 Serial Diapatch Queue
 */
+(void)GCD_Serial_Diapatch_Queue{
    /*!
     * 建立串行隊列
     * 第一個參數:queue的標記 可爲NULL
     * 第二個參數:DISPATCH_QUEUE_SERIAL
     * 加到隊列中的任務 按順序執行
     */
    dispatch_queue_t myQueue = dispatch_queue_create("com.leoo.GCD", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    dispatch_async(myQueue, ^{
        NSLog(@"task 1");
    });
    
    dispatch_async(myQueue, ^{
        NSLog(@"task 2");
    });
    
    dispatch_async(myQueue, ^{
        NSLog(@"task 3");
    });
}

/**
 *  並行隊列 Concurrent Diapatch Queue
 */
+ (void)GCD_Concurrent_Diapatch_Queue{
    /*!
     * 建立並行隊列
     * 第二個參數:DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT
     * 加到隊列中的任務 並行執行 順序未知
     */
    dispatch_queue_t myQueue = dispatch_queue_create("com.leoo.GCD", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    dispatch_async(myQueue, ^{
        NSLog(@"task 1");
    });
    
    dispatch_async(myQueue, ^{
        NSLog(@"task 2");
    });
    
    dispatch_async(myQueue, ^{
        NSLog(@"task 3");
    });
}


/**
 *  系統的主線程 queue
 *  Main Dispatch Queue（serial queue）
 *  全部的任務會追加到主線程執行 一般是UI操做
 */
+ (void)GCD_Main_Dispatch_Queue{
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"task UI");
    });
}

/**
 *  Global Dispatch Queue(concurrent queue)
 *  具備四個優先級分別爲High，Default，Low，Background
 *  根據優先級來異步調度線程執行
 */
+ (void)GCD_Global_Dispatch_Queue{
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        NSLog(@"async task");
    });
}

/**
 *  改變兩個隊列的執行優先級
 */
+ (void)GCD_dispath_set_target_queue{
    dispatch_queue_t mySerialQueue = dispatch_queue_create("com.leoo.GCD", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_queue_t myGlobalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW, 0);
    //設置優先級
    dispatch_set_target_queue(mySerialQueue, myGlobalQueue);
    
    dispatch_async(mySerialQueue, ^{
        
        NSLog(@"hello");
    });
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        
        NSLog(@"world");
    });
}

/**
 *  定時執行
 */
+ (void)GCD_dispatch_after{
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"code to be executed after a specified delay");
    });
}

/**
 *  異步並行 任務組依賴
 *  task1 和 task2 執行結束後才執行 task3
 */
+ (void)GCD_dispatch_group{
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.leoo.GCD", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        NSLog(@"task 1");
    });
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        NSLog(@"task 2");
    });
    
    dispatch_group_notify(group, queue, ^{
        NSLog(@"task 3");
    });
}

/**
 *  異步並行 重複執行
 *  第一個參數爲重複的次數，第二個參數爲追加對象的dispatch queue,第三個參數爲追加的處理block
 *  等待追加的任務執行結束
 */
+ (void)GCD_dispatch_apply{
    dispatch_apply(6, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^(size_t index) {
        NSLog(@"task count %zu",index);
    });
    
    NSLog(@"done");
}

/**
 *  線程鎖操做
 */
+ (void)GCD_dispatch_barrier_async{
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.leoo.GCD", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"A");
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"B");
    });
    
    dispatch_barrier_async(queue, ^{ //前面的任務執行結束後它才執行，並且它後面的任務等它執行完成以後纔會執行
        NSLog(@"C");
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"D");
    });
}
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