iOS GCD使用指南

时间 2019-11-11

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原文原文链接

http://blog.csdn.net/zhangao0086/article/details/38904923 多线程

Grand Central Dispatch（GCD）是异步执行任务的技术之一。通常将应用程序中记述的线程管理用的代码在系统级中实现。开发者只须要定义想执行的任务并追加到适当的Dispatch Queue中，GCD就能生成必要的线程并计划执行任务。因为线程管理是做为系统的一部分来实现的，所以可统一管理，也可执行任务，这样就比之前的线程更有效率。并发

Dispatch Queue app

Dispatch Queue是用来执行任务的队列，是GCD中最基本的元素之一。异步

Dispatch Queue分为两种： async

• Serial Dispatch Queue，按添加进队列的顺序（先进先出）一个接一个的执行函数

• Concurrent Dispatch Queue，并发执行队列里的任务 spa

简而言之，Serial Dispatch Queue只使用了一个线程，Concurrent Dispatch Queue使用了多个线程（具体使用了多少个，由系统决定）。 .net

能够经过两种方式来得到Dispatch Queue，第一种方式是本身建立一个：

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

第一个参数是队列的名称，通常是使用倒序的全域名。虽然能够不给队列指定一个名称，可是有名称的队列可让咱们在遇到问题时更好调试；当第二个参数为nil时返回Serial Dispatch Queue，如上面那个例子，当指定为DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT时返回Concurrent Dispatch Queue。

须要注意一点，若是是在OS X 10.8或iOS 6以及以后版本中使用，Dispatch Queue将会由ARC自动管理，若是是在此以前的版本，须要本身手动释放，以下：

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

dispatch_async(myQueue, { () -> Void in

println("in Block")

})

dispatch_release(myQueue) //释放线程

以上是经过手动建立的方式来获取Dispatch Queue，第二种方式是直接获取系统提供的Dispatch Queue。

要获取的Dispatch Queue无非就是两种类型：

• Main Dispatch Queue

• Global Dispatch Queue / Concurrent Dispatch Queue

通常只在须要更新UI时咱们才获取Main Dispatch Queue，其余状况下用Global Dispatch Queue就知足需求了：

//获取Main Dispatch Queue

let mainQueue = dispatch_get_main_queue()

//获取Global Dispatch Queue

let globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)

获得的Global Dispatch Queue其实是一个Concurrent Dispatch Queue，Main Dispatch Queue实际上就是Serial Dispatch Queue（而且只有一个）。

获取Global Dispatch Queue的时候能够指定优先级，能够根据本身的实际状况来决定使用哪一种优先级。

通常状况下，咱们经过第二种方式获取Dispatch Queue就好了。

dispatch_after

dispatch_after能让咱们添加进队列的任务延时执行，好比想让一个Block在10秒后执行：

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

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

println("在10秒后执行")

}

NSEC_PER_SEC表示的是秒数，它还提供了NSEC_PER_MSEC表示毫秒。

上面这句dispatch_after的真正含义是在10秒后把任务添加进队列中，并非表示在10秒后执行，大部分状况该函数能达到咱们的预期，只有在对时间要求很是精准的状况下才可能会出现问题。

获取一个dispatch_time_t类型的值能够经过两种方式来获取，以上是第一种方式，即经过dispatch_time函数，另外一种是经过dispatch_walltime函数来获取，dispatch_walltime须要使用一个timespec的结构体来获得dispatch_time_t。一般dispatch_time用于计算相对时间，dispatch_walltime用于计算绝对时间，我写了一个把NSDate转成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)

}

这个方法接收一个NSDate对象，而后把NSDate转成dispatch_walltime须要的timespec结构体，最后再把dispatch_time_t返回，一样是在10秒后执行，以前的代码在调用部分须要修改为：

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

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

println("在10秒后执行")

}

这就是经过绝对时间来使用dispatch_after的例子。

dispatch_group

可能常常会有这样一种状况：咱们如今有3个Block要执行，咱们不在意它们执行的顺序，咱们只但愿在这3个Block执行完以后再执行某个操做。这个时候就须要使用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")

}

输出的顺序与添加进队列的顺序无关，由于队列是Concurrent Dispatch Queue，但“completed”的输出必定是在最后的：

[plain] view plain copy

print?

1 312

2 completed

除了使用dispatch_group_notify函数能够获得最后执行完的通知外，还可使用

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函数

dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER)

println("completed")

须要注意的是，dispatch_group_wait实际上会使当前的线程处于等待的状态，也就是说若是是在主线程执行dispatch_group_wait，在上面的Block执行完以前，主线程会处于卡死的状态。能够注意到dispatch_group_wait的第二个参数是指定超时的时间，若是指定为DISPATCH_TIME_FOREVER（如上面这个例子）则表示会永久等待，直到上面的Block所有执行完，除此以外，还能够指定为具体的等待时间，根据dispatch_group_wait的返回值来判断是上面block执行完了仍是等待超时了。

最后，同以前建立dispatch_queue同样，若是是在OS X 10.8或iOS 6以及以后版本中使用，Dispatch Group将会由ARC自动管理，若是是在此以前的版本，须要本身手动释放。

dispatch_barrier_async

dispatch_barrier_async就如同它的名字同样，在队列执行的任务中增长“栅栏”，在增长“栅栏”以前已经开始执行的block将会继续执行，当dispatch_barrier_async开始执行的时候其余的block处于等待状态，dispatch_barrier_async的任务执行完后，其后的block才会执行。咱们简单的写个例子，假设这个例子有读文件和写文件的部分：

func writeFile() {

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

}

func readFile(){

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

}

写文件只是在NSUserDefaults写入一个数字7，读只是将这个数字打印出来而已。咱们要避免在写文件时候正好有线程来读取，就使用dispatch_barrier_async函数：

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

let globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)

dispatch_async(globalQueue) {self.readFile()}

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

dispatch_async(globalQueue) {self.readFile()}

咱们先将一个9初始化到NSUserDefaults的Integer_Key中，而后在中间执行dispatch_barrier_async函数，因为这个队列是一个Concurrent Dispatch Queue，能同时并发多少线程是由系统决定的，若是添加dispatch_barrier_async的时候，其余的block（包括上面4个block）尚未开始执行，那么会先执行dispatch_barrier_async里的任务，其余block所有处于等待状态。若是添加dispatch_barrier_async的时候，已经有block在执行了，那么dispatch_barrier_async会等这些block执行完后再执行。

dispatch_apply

dispatch_apply会将一个指定的block执行指定的次数。若是要对某个数组中的全部元素执行一样的block的时候，这个函数就显得颇有用了，用法很简单，指定执行的次数以及Dispatch Queue，在block回调中会带一个索引，而后就能够根据这个索引来判断当前是对哪一个元素进行操做：

let globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)

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

print(index)

}

print("completed")

因为是Concurrent Dispatch Queue，不能保证哪一个索引的元素是先执行的，可是“completed”必定是在最后打印，由于dispatch_apply函数是同步的，执行过程当中会使线程在此处等待，因此通常的，咱们应该在一个异步线程里使用dispatch_apply函数：

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

某些状况下，咱们可能会想让Dispatch Queue暂时中止一下，而后在某个时刻恢复处理，这时就可使用dispatch_suspend以及dispatch_resume函数：

//暂停

dispatch_suspend(globalQueue)

//恢复

dispatch_resume(globalQueue)

暂停时，若是已经有block正在执行，那么不会对该block的执行产生影响。dispatch_suspend只会对还未开始执行的block产生影响。

Dispatch Semaphore

信号量在多线程开发中被普遍使用，当一个线程在进入一段关键代码以前，线程必须获取一个信号量，一旦该关键代码段完成了，那么该线程必须释放信号量。其它想进入该关键代码段的线程必须等待前面的线程释放信号量。

信号量的具体作法是：当信号计数大于0时，每条进来的线程使计数减1，直到变为0，变为0后其余的线程将进不来，处于等待状态；执行完任务的线程释放信号，使计数加1，如此循环下去。

下面这个例子中使用了10条线程，可是同时只执行一条，其余的线程处于等待状态：

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秒后执行")

dispatch_semaphore_signal(semaphore)

}

})

}

取得信号量的线程在2秒后释放了信息量，至关因而每2秒执行一次。

经过上面的例子能够看到，在GCD中，用dispatch_semaphore_create函数能初始化一个信号量，同时须要指定信号量的初始值；使用dispatch_semaphore_wait函数分配信号量并使计数减1，为0时处于等待状态；使用dispatch_semaphore_signal函数释放信号量，并使计数加1。

另外dispatch_semaphore_wait一样也支持超时，只须要给其第二个参数指定超时的时候便可，同Dispatch Group的dispatch_group_wait函数相似，能够经过返回值来判断。

这个函数也须要注意，若是是在OS X 10.8或iOS 6以及以后版本中使用，Dispatch Semaphore将会由ARC自动管理，若是是在此以前的版本，须要本身手动释放。

dispatch_once

dispatch_once函数一般用在单例模式上，它能够保证在程序运行期间某段代码只执行一次，若是咱们要经过dispatch_once建立一个单例类，在Swift能够这样：

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!

}

这样就能经过GCD的安全机制保证这段代码只执行一次。