在iOS中实现多线程的方案中，GCD是一种很好的方案。GCD在工作时会自动利用更多的处理器核心，以充分利用更强大的机器。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。
这里就需要提及GCD的两个核心概念了，一个是任务另一个是队列了，除此之外还有四个重要的名词术语：同步、异步、串行和并发。
简单的说，任务就是执行的操作（也就是想要做的事情）；队列就是用来存放任务的容器。同步就是在当前线程中执行任务，需要的是马上执行任务；异步就是在另一个线程中执行任务；串行就是任务一个一个按顺序的执行；并发就是多个任务同时执行。
1. GCD的基本使用方法
首先要明确GCD的使用步骤大致有三步：
- 创建队列
- 确定任务
- 将任务放到队列中去执行，这里GCD会自动的将任务从队列中取出来放到相应的线程中去执行。
1.1串行同步队列
a.创建队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("同步串行", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
这里的dispatch_queue_t相当于一个基本的数据类型，这里指的是队列类型。
第二个参数：DISPATCH_QUEUE_SERIAL也就是串行，而并发是DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT
b.确定任务并且放到队列中
dispatch_sync(queue, ^{
// 这里的代码就是要执行的任务
NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
});
dispatch_sync表示的同步。
打印日志如下：
{number = 1, name = main}
c.将多个任务放到队列中
这里就可以多创建几个任务。
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
dispatch_sync(queue, ^{
//
[self operation:i];
});
}
NSLog(@"同步串行over");
下面这是控制台的打印日志，
{number = 1, name = main} ~ 0 {number = 1, name = main} ~ 1
{number = 1, name = main} ~ 2
{number = 1, name = main} ~ 3
{number = 1, name = main} ~ 4
同步串行over
从上面的打印日志可以看出，任务始终都是在同一个线程中进行的操作。
所以对于同步串行而言，在主线程中任务是一个一个按顺序执行;先执行任务，再执行“同步串行over”
1.2串行异步
串行异步，首先异步一定会在新的线程中执行，所以任务会在新开辟的子线程中一个个的执行任务，爱奇艺的缓存也就是这么做的。
a.创建串行队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("串行异步", NULL);
上面讲到DISPATCH_QUEUE_SERIAL代表的是串行，其实这里官方文档中解释NULL也代表串行：
/*!
* @const DISPATCH_QUEUE_SERIAL
* @discussion A dispatch queue that invokes blocks serially in FIFO order.
*/
#define DISPATCH_QUEUE_SERIAL NULL
b.任务创建并放到队列中
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
dispatch_async(queue, ^{
[self operation:i];
});
}
NSLog(@"串行异步over again");
这里的dispatch_async表示的异步。
打印日志如下
串行异步over again
NSThread: 0x7fad03d53e30>{number = 2, name = (null)} ~ 0
{number = 2, name = (null)} ~ 1
{number = 2, name = (null)} ~ 2
{number = 2, name = (null)} ~ 3
{number = 2, name = (null)} ~ 4
从打印日志可以看出，串行异步，先执行的是串行异步over again,然后再去在子线程中一个一个的执行任务。
1.3并发同步
并发是多个任务可以同时执行的，这当然需要是在多线程中的。但是同步又要求的是在同一个线程中进行。
并发dispatch queue可以同时并行地执行多个任务,不过并发queue仍然按先进先出的顺序来启动任务。并发queue会在之前的任务完成之前就出列下一个任务并开始执行。并发queue同时执行的任务数量会根据应用和系统动态变化,各种因素包括:可用核数量、其它进程正在执行的工作数量、其它串行dispatch queue中优先任务的数量等。
a.创建队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("并发同步", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
b.将任务放到队列中
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
dispatch_sync(queue, ^{
//
[self operation:i];
});
}
NSLog(@"并发同步over");
打印日志：
{number = 1, name = main}
{number = 1, name = main} ~ 0
{number = 1, name = main} ~ 1
{number = 1, name = main} ~ 2
{number = 1, name = main} ~ 3
{number = 1, name = main} ~ 4
并发同步over
可以看出这和串行同步的打印日志几乎一致，由于是串行，所以就只能在线程中一个一个执行任务，也就造成了和串行同步一致的效果。
1.4异步并发
异步并发可以是多个任务在不同的线程中同时执行。
// 1.创建队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("异步并发", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
// 2.将任务放到队列中异步执行
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
dispatch_async(queue, ^{
[self operation:i];
});
}
NSLog(@"异步并发over again");
打印日志：
异步并发over again
{number = 3, name = (null)} ~ 1
{number = 2, name = (null)} ~ 0
{number = 4, name = (null)} ~ 2
{number = 3, name = (null)} ~ 3
{number = 2, name = (null)} ~ 4
可以看出首先打印的是异步并发over again,然后在回调执行的任务，而任务的执行也是在不同的线程中同时执行的。而迅雷下载也就是应用的这种方式。
2. 全局队列
全局队列：GCD默认创建的一个并发队列，使用的时候只需要获取
a.同步
for (int i = 0; i < 20; ++i) {
dispatch_sync(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
[self operation:i];
});
}
这里的 dispatch_get_global_queue(0, 0) 有两个参数：
参数1：队列的优先级，优先级的有：
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH:
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT:
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW:
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND:
参数2：预留参数，至今也未用。
打印日志：
{number = 1, name = main} ~ 0
{number = 1, name = main} ~ 1
{number = 1, name = main} ~ 2
{number = 1, name = main} ~ 3
{number = 1, name = main} ~ 4
这结果又和并发同步执行的结果是一致的。
b.异步
for (int i = 0; i < 20; ++i) {
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
[self operation:i];
});
}
执行结果
{number = 2, name = (null)} ~ 0
{number = 3, name = (null)} ~ 1
{number = 2, name = (null)} ~ 2
{number = 3, name = (null)} ~ 3
{number = 2, name = (null)} ~ 4
看出执行的结果和异步并发的结果是一致的，是多个任务在多个线程中执行的。
3.主队列
主队列是直接和主线程关联的队列，如果将一个任务添加到主队列中，那么这个任务就只能在主线程中执行；主队列默认已经被创建好，使用的时候只需要获取。
a.同步
for (int i = 0; i < 20; ++i) {
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
[self operation:i];
});
}
分析：异步执行，需要在不同的线程中执行，就需要开不同的线程，而这又是主队列，所以只能在主线程中执行，所以会造成线程冲突或形成死锁。
而实际的运行结果也证实了。
b.异步
首先获取队列:
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
将任务添加到主队列中异步执行
for (int i = 0; i < 20; ++i) {
dispatch_async(queue, ^{
[self operation:i];
});
}
打印日志：
{number = 1, name = main} ~ 0
{number = 1, name = main} ~ 1
{number = 1, name = main} ~ 2
{number = 1, name = main} ~ 3
{number = 1, name = main} ~ 4
这是在主线程中一个一个按顺序执行。
2.4线程中的通信
设想下，我们进行网络请求的时候，假如有数据需要处理的时候，如果使用的是同步串行的这种方式，那这个体验度肯定是很糟糕的，而我们可以在子线程中进行下载数据，然后回到主线程中进行展示数据，而且这只能是异步执行的。这中情况就需要线程之间进行通信了。
// 1.下载图片
// 图片的下载和展示在全局队列中执行
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
NSLog(@"download:%@",[NSThread currentThread]);
// 2.下载图片任务
NSData *imageData = [NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:@"http://attachment.bbs.ptbus.com/data/attachment/forum/201110/15/012639iwopzy3si06y5pbs.jpg"]];
//
UIImage *image = [UIImage imageWithData:imageData];
// 在这儿图片下载结束，需要在这里回到主线程
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"show:%@",[NSThread currentThread]);
// 1.展示下载好的图片
self.imageView.image = image;
});
});
打印的日志
download:{number = 2, name = (null)}
show:{number = 1, name = main}
可以清楚的看到下载任务是在子线程中进行的，而展示数据是在主线程进行的。
下载的图片也展示出来了。
2.5队列组
上面只是执行单个任务，如果是很多的任务的时候，就需要用到队列组。队列组的作用就是:如果“希望多个异步执行任务，都执行完成后再回到主线程”的问题。
假如要求两个任务同时执行，如果用异步执行，下载完成回到主线程的方案是可以解决问题，但其实两个任务的过程并不需要按顺序执行，并发执行它们可以提高执行速度。有个注意点就是必须等两个任务都执行完毕后才能回到主线程显示的。而Dispatch Group能够在这种情况下帮我们提升性能。
我们可以使用dispatch_group_async函数将多个任务关联到一个Dispatch Group和相应的queue中，group会并发地同时执行这些任务。而且Dispatch Group可以用来阻塞一个线程, 直到group关联的所有的任务完成执行。有时候你必须等待任务完成的结果,然后才能继续后面的处理。
a.创建一个队列组
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_t是一个队列组类型。
b.将任务间接放到队列组中，然后异步执行
/**
* 参数1：队列组
* 参数2：队列
* 参数2：任务
*/
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
NSLog(@"A:%@",[NSThread currentThread]);
// 任务A
NSLog(@"down load movie A");
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
NSLog(@"B:%@",[NSThread currentThread]);
// 任务B
NSLog(@"down load movie B");
});
c.两个任务结束后回到主线程
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
// 回到主线程要执行的任务
NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
NSLog(@"back to main thread");
});
打印结果
A:{number = 2, name = (null)}
B:{number = 3, name = (null)}
down load movie A
down load movie B
{number = 1, name = main}
back to main thread
可以知晓这两个任务分别是在不同的线程中执行的，最后都是回到主线程展示的。
总结
1.同步、异步、串行和并发的四种组合。
- 全局队列和主队列。
3.队列组。