1 概要
1.1 简单介绍
GCD是Grand Central Dispatch的简称，它是基于C语言的。如果使用GCD，完全由系统管理线程，我们不需要编写线程代码。只需定义想要执行的任务,然后添加到适当的调度队列(dispatch queue)。GCD会负责创建线程和调度你的任务，系统直接提供线程管理
- GCD存在于libdispatch.dylib这个库中，任何IOS程序，默认就加在了这个库，在程序运行的过程中会动态的加载这个库，不需要我们手动导入
- GCD是纯C语言的，所以我们在编写GCD代码的时候，面对的是函数，而非方法；
- GCD中大多数函数和变量类型都是以dispatch开头的
1.2 重点概念
1.2.1 线程、任务和队列
线程
程序执行任务的最小调度单位
任务
就是一段代码，在GCD总，任务就是block中要执行的内容
队列
用来存放“任务”的一个数组
| 线程 | 程序执行任务的最小调度单位 |
| 任务 | 就是一段代码，在GCD总，任务就是block中要执行的内容 |
| 队列 | 用来存放“任务”的一个数组 |
1.2.2 GCD中有2个用来执行任务的函数
/**
* 异步执行任务
* @param queue 队列
* @param block 任务
*/
dispatch_async(dispatch_queue_t _Nonnull queue, ^(void)block)
/**
* 同步执行任务
* @param queue 队列
* @param block 任务
*/
dispatch_sync(dispatch_queue_t _Nonnull queue, ^(void)block)
1.2.3 特点
| 异步执行（调度） | 具备开线程的能力，任务创建后可以先绕过，回头再执行 |
| 同步执行（调度） | 不具备开线程的能力，任务创建后就要执行完才能继续往下走 |
1.3 队列
GCD的队列可以分为2大类型
- 并发队列（Concurrent Dispatch Queue）
- 串行队列（Serial Dispatch Queue）
1.3.1 特点
| 并行队列 | 队列中的任务同时执行 |
| 串行队列 | 队列中的任务要按顺序一个接着一个地执行（一个任务执行完毕后，再执行下一个任务） |
1.3.2 串行队列
oc提供了两种创建串行队列的方式，一种是手动创建，另一种是获取主队列。
- 第一种手动创建
dispatch_queue_t dispatch_queue_create(const char *_Nullable label,dispatch_queue_attr_t _Nullable attr);
参数：label 队列标识符（队列名称）
attr 串行队列属性为DISPATCH_QUEUE_SERIAL
【举例】
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("chrisLiu", NULL); // 创建
dispatch_release(queue); // 非ARC需要释放手动创建的队列
-
第二种获取全局主队列
主队列是GCD自带的一种特殊的串行队列,放在主队列中的任务，都会放到主线程中执行
dispatch_queue_t dispatch_get_main_queue()
【举例】
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
1.3.3 并行队列
并行队列的创建也有两种，一种是手动创建，即（dispatch_queue_create，只不过第二个参数为DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT），另一种是获取全局并发队列。
下面主要讲一下如何获得全局的并发队列
dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue(dispatch_queue_priority_t priority,unsigned long flags); //
参数：priority 优先级
flags 这个参数是留给以后用的，暂时用不上，传个0。
【说明】 全局并发队列的优先级
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 // 高
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 默认（中）
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 后台
【举例】
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
1.4 一条重要的准则
一般来说，我们使用GCD的最大目的是在新的线程中同时执行多个任务，这意味着我们需要两项条件：
- 能开启新的线程
- 任务可以同时执行
- 结合以上两个条件，也就等价“开启新线程的能力 + 任务同步执行的权利”，只有在满足能力与权利这两个条件的前提下，我们才可以在同时执行多个任务。
1.5 组合
| 并行队列 | 串行队列 | 主队列 | |
| 异步执行 | 开启多个新的线程，任务同时执行 | 开启一个新的线程，任务按顺序执行 | 不开启新的线程，任务按顺序执行 |
| 同步执行 | 不开启新的线程，任务按顺序执行 | 不开启新的线程，任务按顺序执行 | 死锁 |
2 代码示例
2.1 异步执行 + 并行队列
//异步执行 + 并行队列
- (void)asyncConcurrent{
//创建一个并行队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("标识符", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
NSLog(@"start");
dispatch_async(queue, ^{
sleep(3);
NSLog(@"任务1---%@", [NSThread currentThread]);
});
dispatch_async(queue, ^{
sleep(2);
NSLog(@"任务2---%@", [NSThread currentThread]);
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"任务3---%@", [NSThread currentThread]);
});
NSLog(@"end");
}
【说明】 sleep（）；模拟耗时操作
【结果】
【分析】
-
异步执行意味着
可以开启新的线程
任务可以先绕过不执行，回头再来执行
-
并行队列意味着
- 任务之间不需要排队，且具有同时被执行的“权利”
-
两者组合后的结果
开了<=3个的新线程
函数在执行时，先打印了start和end，再回头执行这三个任务
这三个任务是同时执行的，没有先后，所以打印结果是无序的
2.2 异步执行 + 串行队列
//异步执行 + 串行队列
- (void)asyncSerial{
//创建一个串行队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("标识符", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
NSLog(@"start");
dispatch_async(queue, ^{
sleep(3);
NSLog(@"任务1---%@", [NSThread currentThread]);
});
dispatch_async(queue, ^{
sleep(2);
NSLog(@"任务2---%@", [NSThread currentThread]);
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"任务3---%@", [NSThread currentThread]);
});
NSLog(@"end");
}
【结果】
【分析】
-
异步执行意味着
可以开启新的线程
任务可以先绕过不执行，回头再来执行
-
串行队列意味着
- 任务必须按添加进队列的顺序挨个执行
-
两者组合后的结果
开了一个新的子线程
函数在执行时，先打印了start和end，再回头执行这三个任务
这三个任务是按顺序执行的，所以打印结果是“任务1-->任务2-->任务3”
2.3 同步执行 + 并行队列
//同步执行 + 并行队列
- (void)syncConcurrent{
//创建一个并行队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("标识符", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
NSLog(@"start");
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"任务1---%@", [NSThread currentThread]);
});
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"任务2---%@", [NSThread currentThread]);
});
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"任务3---%@", [NSThread currentThread]);
});
NSLog(@"end");
}
【结果】
【分析】
-
同步执行执行意味着
不能开启新的线程
任务创建后必须执行完才能往下走
-
并行队列意味着
- 任务之间不需要排队，且具有同时被执行的“权利”
-
两者组合后的结果
所有任务都只能在主线程中执行
函数在执行时，必须按照代码的书写顺序一行一行地执行完才能继续
-
注意事项
- 在这里即便是并行队列，任务可以同时执行，但是由于只存在一个主线程，所以没法把任务分发到不同的线程去同步处理，其结果就是只能在主线程里按顺序挨个挨个执行了
2.4 同步执行 + 串行队列
//同步执行 + 串行队列
- (void)syncSerial{
//创建一个串行队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("标识符", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
NSLog(@"start");
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"任务1---%@", [NSThread currentThread]);
});
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"任务2---%@", [NSThread currentThread]);
});
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"任务3---%@", [NSThread currentThread]);
});
NSLog(@"end");
}
【结果】
【分析】
这里的执行原理和步骤图跟“同步执行+并发队列”是一样的，只要是同步执行就没法开启新的线程，所以多个任务之间也一样只能按顺序来执行，
2.5 异步执行 + 主队列
//异步执行 + 主队列
- (void)asyncMain{
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
NSLog(@"start");
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"任务1---%@", [NSThread currentThread]);
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"任务2---%@", [NSThread currentThread]);
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"任务3---%@", [NSThread currentThread]);
});
NSLog(@"end");
}
【结果】
【分析】
-
异步执行意味着
可以开启新的线程
任务可以先绕过不执行，回头再来执行
-
主队列跟串行队列的区别
队列中的任务一样要按顺序执行
主队列中的任务必须在主线程中执行，不允许在子线程中执行
-
以上条件组合后得出结果：
- 所有任务都可以先跳过，之后再来“按顺序”执行
2.6 同步执行 + 主队列
//同步执行 + 主队列
- (void)syncMain{
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
NSLog(@"start");
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"任务1---%@", [NSThread currentThread]);
});
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"任务2---%@", [NSThread currentThread]);
});
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"任务3---%@", [NSThread currentThread]);
});
NSLog(@"end");
}
【结果】
【分析】
主队列中的任务必须按顺序挨个执行
任务1要等主线程有空的时候（即主队列中的所有任务执行完）才能执行
主线程要执行完任务1才能继续后续内容
“主线程”和“任务1”互相等待，造成死锁
2.6.1 如何避免上述问题造成的思索
-(void)test2{
NSLog(@"start");
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"任务1---%@", [NSThread currentThread]);
});
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"任务2---%@", [NSThread currentThread]);
});
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"任务3---%@", [NSThread currentThread]);
});
});
NSLog(@"end");
}
【分析】
异步执行意味着可以开启新的线程，任务可以先绕过不执行，回头再来执行，所以等NSLog结束后，主线程就空下来了;这样任务1、任务2、任务3就可以顺序执行下去了，不会造成死锁。
好！再看一个案例
- (void)test3{
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
NSLog(@"=================1");
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"我不会输出");
});
NSLog(@"我也不会输出");
});
NSLog(@"==========我不会阻塞主线程");
while (1) {
}
NSLog(@"==========我会阻塞主线程");
}
【分析】
因为有一个while（1）永真的while语句，所以主线程NSLog(@"==========我会阻塞主线程");永远都不会执行，主线程无法空闲下来，导致dispatch_sync里的block， NSLog(@"我不会输出");永远等待，另外不管是dispatch_async、dispatch_sync，其任务block都是顺序执行的所以NSLog(@"我也不会输出")也不会输出。