iOS多线程之GCD

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队列

队列	Api	备注
主队列（main queue）	dispatch_get_main_queue()	串行队列，可以操纵UI
全局调度队列（Global Dispatch Queues）	dispatch_get_global_queue()	并行队列，按照执行优先级，分成4种global queue： DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW, DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND
自创建队列	dispatch_queue_create()	可以创建： 串行（DISPATCH_QUEUE_SERIAL）、 并行（DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT）队列

并行队列	串行队列
并行队列	串行队列

队列和线程是两个不同的概念。一个队列可以有多个线程。每个队列中的操作会在所属的线程中运行。举个例子你创建一个并行队列，然后添加三个操作到里面。队列会发起三个单独的线程，然后让所有操作在各自的线程中并发运行。

提交任务(block)到队列(queue)

提交方式	备注
dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block)	异步提交block到queue
dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block)	同步地提交工作并在返回前等待它完成
dispatch_after(dispatch_time_t when, dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block)	异步提交block到queue，并且延迟执行block， dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3 * NSEC_PER_SEC))表示3秒后
dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block)	异步提交block，但是该block被执行时，队列中其它block不会被执行，即barrier相当于一个狭窄的通道 场景：多线程读写竞态资源，多个读线程间可以并行，但读写、写写线程间只能串行，这时可以： 1）使用并发队列（为了防止barrier特性影响其它线程，不要使用dispatch_get_global_queue，而是使用dispatch_queue_create来创建新队列） 2）使用dispatch_barrier_async添加写block，保证队列中写block执行时不会有其它读写block正在执行

barrier执行模型

注意：
如果你调用 dispatch_sync 并放在你已运行着的当前串行队列。这会导致死锁，因为调用会一直等待直到 Block 完成，但 Block 不能完成（它甚至不会开始！），直到当前已经存在的任务完成，而当前任务无法完成！举个例子：

@implementation ViewController1
- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    
    // dispatch_sync同步提交block到main队列（当前队列）并**等待**block执行完毕，而由于是串行队列，block需要等待当前任务执行完毕，双向等待造成死锁。
    dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"hello world");
    });
    // 下面这条NSLog不会被执行，因为线程已经死锁
    NSLog(@"here");
@end

@implementation ViewController2
- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    // 创建一个并行队列，，，，（*注意：*如果将*DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT*修改成*DISPATCH_QUEUE_SERIAL*，即创建串行队列，就会发生死锁！！！）
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("abc", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"..1");
        // 因为是并行队列，下面的block不需要等待当前block执行完毕，就不会发生死锁。
        dispatch_sync(queue, ^{
            NSLog(@"..2");
        });
    });
    NSLog(@"here");
@end

单例

dispatch_once() 以线程安全的方式执行且仅执行其代码块一次。试图访问临界区（即传递给 dispatch_once 的代码）的不同的线程会在临界区已有一个线程的情况下被阻塞，直到临界区完成为止。

@implementation User
+ (instancetype)sharedUser
{
    static User *instance = nil;
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        instance = [[User alloc] init];
    });
    return instance;
}
@end

调度组

Dispatch Group 会在整个组的任务都完成时通知你。这些任务可以是同步的，也可以是异步的，即便在不同的队列也行。而且在整个组的任务都完成时，Dispatch Group 可以用同步的或者异步的方式通知你。

创建group Api	备注
dispatch_group_t dispatch_group_create(void)	创建一个group

将任务(block)添加到group	备注
dispatch_group_async(dispatch_group_t group, dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block)	异步把block提交到queue，并且将block分配到指定的group
dispatch_group_enter(dispatch_group_t group)	手动表明block进入group,dispatch_group_enter与dispatch_group_leave是成对出现的。
dispatch_group_leave(dispatch_group_t group)	手动表明block在group中执行完成

设置group完成时的通知/回调	备注
dispatch_group_wait(dispatch_group_t group, dispatch_time_t timeout)	阻塞当前线程，直到group里面所有的任务都完成或者等到某个超时发生
dispatch_group_notify(dispatch_group_t group, dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block)	异步设置group里所有任务都完成时，在queue队列中执行通知回调block

多图片下载示例：

dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("test", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(queue, ^{
    for(NSInteger i = 0; i < 10; i++)
    {
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:[NSString stringWithFormat:@"http://a/%zd.png", i]];
        // 表示block进入group
        dispatch_group_enter(group);
        [[SDWebImageDownloader sharedDownloader] downloadImageWithURL:url options:0 progress:nil completed:^(UIImage *image, NSData *data, NSError *error, BOOL finished) {
            // 表示block执行完成
            dispatch_group_leave(group);
        }];
    }
    // 设置等待3秒钟
    dispatch_time_t timeoutTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3  * NSEC_PER_SEC));
    if(dispatch_group_wait(group, timeoutTime))
    {
        NSLog(@"图片下载超时");
    }
    else
    {
        NSLog(@"所有图片都下载完成");
    }
});

信号量

信号量让你控制多个消费者对有限数量资源的访问
原则：当信号量小于等于0时，dispatch_semaphore_wait会阻塞线程，当dispatch_semaphore_signal时会让信号量加1，如果这时信号量大于0，则唤醒阻塞的线程。

Api	备注
dispatch_semaphore_t dispatch_semaphore_create(long value)	创建一个信号量，并且设置信号量的初始值
dispatch_semaphore_wait(dispatch_semaphore_t dsema, dispatch_time_t timeout)	等待一个信号量，如果当前信号量大于0，则信号量减1，线程往下执行。否则线程阻塞，直到被信号量大于0时被唤醒或者等待超时
dispatch_semaphore_signal(dispatch_semaphore_t dsema)	让信号量加1，如果当前信号量大于0，则唤醒一个waiting的线程

图片下载示例：

// 创建信号量，并且初始化为0
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
// 下载图片
[[SDWebImageDownloader sharedDownloader] downloadImageWithURL:[NSURL URLWithString:@"http://a/b.png"] options:0 progress:nil completed:^(UIImage *image, NSData *data, NSError *error, BOOL finished) {
    // 设置信号量+1，此时信号量大于0，会唤醒等待的线程。
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);
}];
// 设置等待3秒钟
dispatch_time_t timeoutTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3 \\* NSEC_PER_SEC));
// 此时线程会阻塞，只到图片下载完成或者等待超时
if(dispatch_semaphore_wait(semaphore, timeoutTime))
{
    NSLog(@"等待超时");
}
else
{
    NSLog(@"图片下载完毕");
}

参考：
GCD 深入理解（一）
GCD 深入理解（二）