iOS 多线程 之 GCD

左手画方 右手画圆

“少侠，你能左手画方，又手画圆吗？”

“这有何难，开始看我表演吧”

“看，怎么样，厉害吧”

“鹅 .... 厉害...”

“少侠，其实我是说你在iOS代码里能左手画方，右手画圆吗？”

“原来是这个意思，就是多线程嘛，这有何难，看我用GCD展现一下”

NSLog(@"左手画方");  

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
      NSLog(@"右手画圆");
});

//输出
左手画方
右手画圆
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“怎么样厉害吧”

“少侠确实有两下子，那对于GCD，少侠还有其余用法嘛”

“啥？其余用法，不须要的，只须要如上我这等操做，就能解决大部分问题，其余用法，不须要的。”

“非也、非也,GCD这本秘籍仍是有不少招式的，且听老夫给你细细道来。”

GCD的四个基本心法

同步 画-完-告

小师妹让你画一个方，收到任务你开始画方，画完以后告知小师妹，方已完成。同步要阻塞当前线程，必需要等待当前任务执行完，返回之后，才会继续执行下一个任务。

异步 画-立-告

小师妹让你画一个方，收到任务后，为了显示你的厉害所在，你立马告知小师妹，方我已经着人去画啦，你且等着吧，很快就有消息了。异步不会阻塞当前线程，会当即返回，可马上执行下一个任务。

串行队列 一心一用

小师妹让你画一方一圆，收到任务，你的所有注意力放在一个地方，左手画方的时候，所有注意力在左手，因此此时右手是不动的，等待左手画完方以后，所有注意力集中右手，这时右手再画圆。此为先左手画方，后右手画圆。一心一用理解为串行，串行队列中的任务只能一次执行一个。

并行队列 一心两用

你的注意力分开两部分，一部分在左手，一部分在右手，而后左手画方，以后立马开始右手画圆，一心两用理解为并行。并行队列中的任务会按照加入队列中的顺序执行，但哪一个任务开始执行完是不定的。

GCD的七个基本招式

“等等，大师，你的这些心法，貌似没什么用啊，个人招式仍是能解决大部门问题啊”

“那老夫就来问几个小问题，看招”

“多个线程同时读写一份数据，如何作到不出错？
多个异步任务都完成以后，才能告知小师妹，如何作到？ ”

“鹅....”

“嘿嘿，不懂了吧，下面老夫就来给你展现GCD的八个基本招式，学会基本招式，这些问题就迎刃而解了”

dispatch_sync

NSLog(@"画方");
dispatch_sync(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
       NSLog(@"画圆");
});
NSLog(@"吹口哨")

//输出
画方
画圆
吹口哨
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dispatch_sync 会阻塞当前线程，等待block中的任务执行完毕后，才会执行下一个任务，因此执行顺序是 画方-画圆-吹口哨。

dispatch_async

NSLog(@"画方");
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
       NSLog(@"画圆");
});
NSLog(@"吹口哨")

//输出
画方
吹口哨
画圆
复制代码

dispatch_async 不会阻塞当前线程，会当即执行下一个任务。因此执行顺序是 画方-吹口哨-画圆。

dispatch_after

指定时间后，将要执行的任务添加到指定的队列中去。

//两秒以后吹口哨
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
      NSLog(@"吹口哨");
});
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示例中2秒钟以后，将任务添加到主队列中，若是主队列中这时有其余的耗时操做，那么将会等待主队列中的任务执行完之后，才会执行添加的任务。 因此dispatch_after是不许确的。

dispatch_once

+ (instancetype)shareUserInfo
{
    static UserInfo *shareUserInfo = nil;
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        shareUserInfo = [[UserInfo alloc] init];
    });
    return shareUserInfo;
}
复制代码

dispatch_once能够帮助咱们建立单例，不再用像之前同样费心费力啦。

dispatch_barrier

在使用dispatch_barrier的队列中，执行顺序以下：

• 先于dispatch_barrier以前加入队列的任务先执行。
• dispatch_barrier 中的任务执行。
• 晚于dispatch_barrier添加到队列的任务最后执行。

//不使用dispatch_barrier
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("test", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
dispatch_async(queue, ^{
        sleep(2);
        NSLog(@"画方");
    });
    
dispatch_async(queue, ^{
    sleep(3);
    NSLog(@"画圆");
});
    
NSLog(@"吹口哨");
    
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog(@"撩师妹");
});
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog(@"告师傅");
}); 

//输出
吹口哨
撩师妹
告师傅
画方
画圆  
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由于画方画圆的时间过久，致使了活儿还没干，就先吹口哨了，这是不对的。使用dispatch_barrier再试一次。

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("test", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
dispatch_async(queue, ^{
    sleep(2);
    NSLog(@"画方");
});
    
dispatch_async(queue, ^{
    sleep(3);
    NSLog(@"画圆");
});

dispatch_barrier_sync(queue, ^{
    sleep(4);
    NSLog(@"吹口哨");
});
    
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog(@"撩师妹");
});
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog(@"告师傅");
}); 

//输出
画方
画圆
吹口哨
撩师妹
告师傅
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能够看到虽然画方画圆的时间比较久，吹口哨由于技术不成熟，也耗时较久，但最终是按照正常流程进行，活儿没干完坚定不撩师妹。

清楚了吧，吹口哨的时候，其余的都靠边站，就是这么横。

“大师，为何图中是并行队列，而不是串行队列？”

“由于串行队列原本就是按顺序执行的...”

dispatch_group

画方-画圆-吹口哨-撩师妹-告师傅，流程行云流水。 如今新的问题来了，那想在画方-画圆以后，喝口水再吹口哨要怎么作呢？

首先来分析一下问题:

1. 画方画圆属于耗时的任务，如今把它们放在了异步线程。异步线程的执行时间，是不知道的。
2. 两个异步线程任务都执行完以后，喝水。

要达到上面的要求，一个比较普通的流程是画方完成后用一个变量记录，画圆完成后用另一个变量记录。当两个变量都记录到完成以后，就能够继续下一步了，喝水。

麻烦吗？ 也不麻烦，才两个变量而已。可是上面的耗时操做若是是5个呢？ 麻烦！ dispatch_group 能够方便的解决这个问题。

dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    
dispatch_group_enter(group);
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
    sleep(3);
    NSLog(@"画方完成");
    dispatch_group_leave(group);
});

dispatch_group_enter(group);
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
    sleep(2);
    NSLog(@"画圆完成");
    dispatch_group_leave(group);
});

dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
    NSLog(@"都完成了 喝口水");
});

//输出 
画圆完成
画方完成
都完成了 喝口水
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少侠你看，前面提到的问题之一：“多个异步任务都完成以后，才能告知小师妹，如何作到？” 就这样解决了。

有一点要注意，dispatch__group__enter 和 dispatch__group__leave必须成对出现，否则会崩溃的。

dispatch_semaphore

信号量能够控制多个线程对有限资源的访问。

dispatch_semaphore只有三个方法：

//建立信号量
dispatch_semaphore_create
//发送信号量
dispatch_semaphore_signal
//等待信号量
dispatch_semaphore_wait
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以少侠为例：

少侠如今要去马场，给你的汗血宝马喂草，可是马场的马槽是有限的，其余的人也要喂马，少侠纵然有绝世武功，但人在江湖，依然要讲究江湖规矩——排队。

dispatch__semaphore__create 建立时，传入的数值，为马槽数量。

dispatch__semaphore__signal 至关于走了一匹马。

dispatch__semaphore__wait 至关于来了一匹马。

调用一次 dispatch__semaphore__signal 就走了一匹马，调用一次 dispatch__semaphore__wait 就来了一匹马，当马槽的数量为0时，再来的马就只能等待了。若是有耐心能够一直等，没有耐心，等半个时辰也能够走。

dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(3);
    
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"准备画方");
    sleep(2);
    NSLog(@"画方");
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"准备画圆");
    sleep(2);
    NSLog(@"画圆");
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"准备吹口哨");
    sleep(2);
    NSLog(@"吹口哨");
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});

//输出

准备吹口哨
准备画方
准备画圆
画圆
吹口哨
画方
复制代码

建立信号量值为3，表明最多能够三处资源同时访问，当前有3个线程，因此当前没有资源控制，能够到看三个任务同时准备同时完成。

下面把信号量的值改成2

dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(2);
    
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"准备画方");
    sleep(2);
    NSLog(@"画方");
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"准备画圆");
    sleep(2);
    NSLog(@"画圆");
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"准备吹口哨");
    sleep(2);
    NSLog(@"吹口哨");
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});

//输出
准备画圆
准备画方
画圆
画方
准备吹口哨
吹口哨
复制代码

建立信号量值为2，表明最多能够两处资源同时访问。但当前有三个线程，因此前面两个任务 画圆、画方会先完成，以后再吹口哨。

勤加练习

少侠，到目前为止，老夫已经给你讲了GCD的四个基本心法，七个基本招式，这些都只是基本功，少侠往后必当好好练习，才能像更高的层次冲击。老夫累了，这就闭关了，他日你练成神功，老夫定当出关，助你再占高峰。