GCD的使用

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。

GCD 和 block 的配合使用，能够方便地进行多线程编程。

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。

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：

• 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。

 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 后

若是使用 GCD，以上 3 个方法均可以放到一块儿，以下所示：

 1 // 原代码块一
 2 self.indicator.hidden = NO;
 3 [self.indicator startAnimating];
 4 dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
 5     // 原代码块二
 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         // 原代码块三
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。

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。

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：

1  // 申明变量
2  (void) (^loggerBlock)(void);
3  // 定义
4 
5  loggerBlock = ^{
6       NSLog(@"Hello world");
7  };
8  // 调用
9  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：

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

从上面你们能够看出，block 有以下特色：

1. 程序块能够在代码中之内联的方式来定义。
2. 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：

 1 //  后台执行：
 2  dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
 3       // something
 4  });
 5  // 主线程执行：
 6  dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
 7       // something
 8  });
 9  // 一次性执行：
10  static dispatch_once_t onceToken;
11  dispatch_once(&onceToken, ^{
12      // code to be executed once
13  });
14  // 延迟 2 秒执行：
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 也能够本身定义，如要要自定义 queue，能够用 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 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：

 1  dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
 2  dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
 3       // 并行执行的线程一
 4  });
 5  dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
 6       // 并行执行的线程二
 7  });
 8  dispatch_group_notify(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
 9       // 汇总结果
10  });

 

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：

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

 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     // 在这里加上你须要长久运行的代码
 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 }