使用GCD - JavaShuo

使用GCD编程

什么是 GCD

Grand Central Dispatch (GCD) 是 Apple 开发的一个多核编程的解决方法。该方法在 Mac OS X 10.6 雪豹中首次推出，并随后被引入到了 iOS4.0 中。GCD 是一个替代诸如 NSThread, NSOperationQueue, NSInvocationOperation 等技术的很高效和强大的技术。缓存

GCD 和 block 的配合使用，能够方便地进行多线程编程。多线程

应用举例

让咱们来看一个编程场景。咱们要在 iPhone 上作一个下载网页的功能，该功能很是简单，就是在 iPhone 上放置一个按钮，点击该按钮时，显示一个转动的圆圈，表示正在进行下载，下载完成以后，将内容加载到界面上的一个文本控件中。app

不用 GCD 前

虽然功能简单，可是咱们必须把下载过程放到后台线程中，不然会阻塞 UI 线程显示。因此，若是不用 GCD, 咱们须要写以下 3 个方法：异步

someClick 方法是点击按钮后的代码，能够看到咱们用 NSInvocationOperation 建了一个后台线程，而且放到 NSOperationQueue 中。后台线程执行 download 方法。
download 方法处理下载网页的逻辑。下载完成后用 performSelectorOnMainThread 执行 download_completed 方法。
download_completed 进行 clear up 的工做，并把下载的内容显示到文本控件中。

这 3 个方法的代码以下。能够看到，虽然开始下载 -> 下载中 -> 下载完成这 3 个步骤是整个功能的三步。可是它们却被切分红了 3 块。他们之间由于是 3 个方法，因此还须要传递数据参数。若是是复杂的应用，数据参数极可能就不象本例子中的 NSString 那么简单了，另外，下载可能放到 Model 的类中来作，而界面的控制放到 View Controller 层来作，这使得原本就分开的代码变得更加散落。代码的可读性大大下降。async

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 后

若是使用 GCD，以上 3 个方法均可以放到一块儿，以下所示：函数

// 原代码块一
self.indicator.hidden = NO;
[self.indicator startAnimating];
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
 // 原代码块二
 NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://www.youdao.com"];
 NSError * error;
 NSString * data = [NSString stringWithContentsOfURL:url encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];
 if (data != nil) {
 // 原代码块三
 dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
 [self.indicator stopAnimating];
 self.indicator.hidden = YES;
 self.content.text = data;
 });
 } else {
 NSLog(@"error when download:%@", error);
 }
});

首先咱们能够看到，代码变短了。由于少了原来 3 个方法的定义，也少了相互之间须要传递的变量的封装。ui

另外，代码变清楚了，虽然是异步的代码，可是它们被 GCD 合理的整合在一块儿，逻辑很是清晰。若是应用上 MVC 模式，咱们也能够将 View Controller 层的回调函数用 GCD 的方式传递给 Modal 层，这相比之前用 @selector 的方式，代码的逻辑关系会更加清楚。atom

block 的定义

block 的定义有点象函数指针，差异是用 ^ 替代了函数指针的 * 号，以下所示：url

    // 申明变量
 (void) (^loggerBlock)(void);
 // 定义
 
loggerBlock = ^{ 
 NSLog(@"Hello world");
 };
 // 调用
 loggerBlock();

可是大多数时候，咱们一般使用内联的方式来定义 block，即将它的程序块写在调用的函数里面，例如这样：

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

从上面你们能够看出，block 有以下特色：

程序块能够在代码中之内联的方式来定义。
程序块能够访问在建立它的范围内的可用的变量。

系统提供的 dispatch 方法

为了方便地使用 GCD，苹果提供了一些方法方便咱们将 block 放在主线程或后台线程执行，或者延后执行。使用的例子以下：

// 后台执行：
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
 // something
});
// 主线程执行：
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
 // something
});
// 一次性执行：
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
 // code to be executed once
});
// 延迟 2 秒执行：
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 也能够本身定义，如要要自定义 queue，能够用 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 还有一些高级用法，例如让后台 2 个线程并行执行，而后等 2 个线程都结束后，再汇总执行结果。这个能够用 dispatch_group, dispatch_group_async 和 dispatch_group_notify 来实现，示例以下：

dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
 // 并行执行的线程一
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
 // 并行执行的线程二
});
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
 // 汇总结果
});

修改 block 以外的变量

默认状况下，在程序块中访问的外部变量是复制过去的，即写操做不对原变量生效。可是你能够加上 __block 来让其写操做生效，示例代码以下：

__block int a = 0;
void (^foo)(void) = ^{
 a = 1;
}
foo();
// 这里，a 的值被修改成 1

后台运行

使用 block 的另外一个用处是可让程序在后台较长久的运行。在之前，当 app 被按 home 键退出后，app 仅有最多 5 秒钟的时候作一些保存或清理资源的工做。可是应用能够调用 UIApplication 的beginBackgroundTaskWithExpirationHandler方法，让 app 最多有 10 分钟的时间在后台长久运行。这个时间能够用来作清理本地缓存，发送统计数据等工做。

让程序在后台长久运行的示例代码以下：

// AppDelegate.h 文件
@property (assign, nonatomic) UIBackgroundTaskIdentifier backgroundUpdateTask;

// AppDelegate.m 文件
- (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application
{
 [self beingBackgroundUpdateTask];
 // 在这里加上你须要长久运行的代码
 [self endBackgroundUpdateTask];
}

- (void)beingBackgroundUpdateTask
{
 self.backgroundUpdateTask = [[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:^{
 [self endBackgroundUpdateTask];
 }];
}

- (void)endBackgroundUpdateTask
{
 [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask: self.backgroundUpdateTask];
 self.backgroundUpdateTask = UIBackgroundTaskInvalid;
}