GCD技术

https://github.com/yinlinqvan/LearnGCD

• 基本概念
• 任务与队列
• 队列的创建
• 线程间的通信
• 其他用法

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基本概念

• 什么是GCD？

  • 全称是 Grand Central Dispatch（翻译一下是伟大的中枢调度器）
  • 纯 C语言，提供了非常强大的函数

• GCD的优势

  • GCD是苹果公司为多核的并行运算提出的解决方案
  • GCD会自动利用更多的CPU内核（比如双核、四核）
  • GCD会自动地管理线程的生命周期（创建线程、调度线程、销毁线程）
  • 程序员只需要告诉GCD想要执行什么任务，不需要编写任何线程管理代码

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任务和队列

• GCD中有两个核心任务

  • 任务：执行什么操作
  • 队列：用来存放任务

• GCD的使用就2个步骤

  • 定制任务：确定想做的事情
  • 将任务添加到队列中：GCD会自动将队列中的任务取出，放到对应的线程中执行
  • 任务的取出遵循队列FIFO原则：先进先出，后进后出

• 执行任务的方式

  • 用同步的方式执行任务
    dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
    queue:队列
    block:任务

• 用异步的方式执行任务
  dispatch_async(dispatch_queue_t queue,dispatch_block_t block);

• 同步和异步的区别

• 同步：同步只能在当前的线程中执行任务，不具备开启新线程的能力

• 异步：可以在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力

• 队列的类型

  • 并发队列(Concurrent Dispatch Queue)
    • 可以让多个任务并发（同时）执行，自动开启多个线程同时执行任务
    • 并发功能只有在异步函数（dispatch_async）下才有效

• 串行队列（Serial Dispatch Queue）

  • 让任务一个接着一个地执行（也就是说须等一个任务执行完毕后才可以执行下一个任务）

• 容易混淆的术语
  在开发中，大家很容易搞混有同步、异步，并发、串行的意义，下面呢我再着重强调一下其中的差异

  • 同步和异步主要影响：能不能开启新的线程
  • 同步：只是在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力
  • 异步：可以在新的线程执行任务，具备开启新线程的能力
  • 并发和串行主要影响：任务的执行方式
  • 并发：（必须使用异步才能实现并发）允许多个任务并发（同时）执行

• 串行：一个任务完毕后，再执行下一个任务

根据影响点区分

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队列的创建

• 并行队列

  • GCD提供了两种获得并行队列的途径

    • 使用dispatch_queu_create函数创建
      dispatch_queue_create(const char *label, dispatch_queue_attr_t attr);
      label：表示队列的名称
      att：表示队列的类型，根据这个设置判断是并行队列还是串行队列（DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT表示并行队列）

    • 使用dispatch_get_global_queue函数获得全局的并发队列（这个是GCD提供的） dispatch_get_global_queue(dispatch_queue_prority_t priority, unsigned long flags);
      priority：队列的优先级（分为高，默认，低，后台）
      flag：此参数暂时无用，用0即可

• 串行队列

  • GCD提供了两种获得串行队列的途径

    • 使用dispatch_queue_create函数创建串行队列
      dispatch_queue_create(const char *label, dispatch_queue_attr_t attr);
      label：表示该队列的名字（标识）
      attr：表示队列的属性，根据这个设置判断是并行队列还是串行队列（DISPATCH_QUEUE_SERIAL或者NULL表示串行队列）

  • 使用主队列（与主线程相关联的队列）

    • 主队列是GCD自带的一种特殊的串行队列
    • 放置到主队列的任务，都会在主线程中执行
    • 使用dispatch_get_main_queue()获得主队列

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工程模板：CGD queue

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- (void)touchBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    //[self concurrentSync];
    //[self concurrentAsync];
    //[self globalSync];
    //[self globalAsync];
    //[self mainSync];//死锁
    //[self serialSync];
}

#pragma mark - 并发队列 + 同步任务：没有启动新的线程，任务是逐个执行的
- (void)concurrentSync {
    //创建并发队列
    dispatch_queue_t queue= dispatch_queue_create("myQueue",DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    //在队列里面添加任务
    //同步任务
    dispatch_sync(queue, ^{
        for (int i = 0; i< 5; i++) {
            NSLog(@"===1===%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        for (int i = 0; i< 5; i++) {
            NSLog(@"===2===%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        for (int i = 0; i< 5; i++) {
            NSLog(@"===3===%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
}

#pragma mark - 并发队列 + 异步任务
- (void)concurrentAsync {
    //创建并发队列
    dispatch_queue_t queue= dispatch_queue_create("Queue",DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    //异步任务
    dispatch_async(queue, ^{
        for (int i = 0; i< 5; i++) {
            NSLog(@"===1===%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        for (int i = 0; i< 5; i++) {
            NSLog(@"===2===%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
    dispatch_async(queue,^{
        for (int i = 0; i< 5; i++) {
            NSLog(@"===3===%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
}

#pragma mark - 全局队列 + 同步任务：没有启动新的线程，任务是逐个执行的
- (void)globalSync {
    //创建全局队列
    dispatch_queue_t queue= dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    //同步任务
    dispatch_sync(queue, ^{
        for (int i = 0; i< 5; i++) {
            NSLog(@"===1===%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        for (int i = 0; i< 5; i++) {
            NSLog(@"===2===%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        for (int i = 0; i< 5; i++) {
            NSLog(@"===3===%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
}

#pragma mark - 全局队列 + 异步任务：开启了新的线程，任务是并发执行的
- (void)globalAsync {
    //创建全局队列
    dispatch_queue_t queue= dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    //异步任务
    dispatch_async(queue, ^{
        for (int i = 0; i< 5; i++) {
            NSLog(@"===1===%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        for (int i = 0; i< 5; i++) {
            NSLog(@"===2===%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
    dispatch_async(queue,^{
        for (int i = 0; i< 5; i++) {
            NSLog(@"===3===%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
}

#warning - 死锁
#pragma mark - 主队列 + 同步任务：卡死了！！！死锁
- (void)mainSync {
    //创建主队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    //同步任务
    dispatch_sync(queue, ^{
        for (int i = 0; i< 5; i++) {
            NSLog(@"===1===%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        for (int i = 0; i< 5; i++) {
            NSLog(@"===2===%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        for (int i = 0; i< 5; i++) {
            NSLog(@"===3===%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
}

#pragma mark - 主队列 + 异步队列：没有开启新的线程，任务是逐个完成的
- (void)serialSync {
    //创建主队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queue", NULL);
    //异步任务
    dispatch_async(queue, ^{
        for (int i = 0; i< 5; i++) {
            NSLog(@"===1===%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        for (int i = 0; i< 5; i++) {
            NSLog(@"===2===%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
    dispatch_async(queue,^{
        for (int i = 0; i< 5; i++) {
            NSLog(@"===3===%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
}

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线程间的通信

#pragma mark - 线程间的通信
- (void)downloadImage {
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        //耗时操作
        NSURL *url = [NSURL URLWithString:@""];
        NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
        UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
        //回归到主线程
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            //显示图片；
            UIImageView *imageView = [[UIImageView alloc]init];
            imageView.image = image;
        });
    });
}

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其他用法

• iOS常见的延迟执行有2种方式
• 调用NSObject的方法
  [self perform selector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:2.0];
• 使用GCD函数

    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0* NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        //2秒后异步执行这里的代码...
    });

• 一次性代码
• 使用dispatch_once函数能保证某段代码在程序运行过程中只被执行1次

    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        //只执行1次的代码（这里面默认是线程安全的）
    });

• 队列组
  有这么1种需求
  首先：分别异步执行2个耗时的操作
  其次：等2个异步操作都执行完毕后，再回到主线程执行操作
  如果想高效地实现以上需求，可以考虑用队列组

    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        //执行1个耗时的异步操作
    });
    dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        //执行1个耗时的异步操作
    });
    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        //等前面的异步操作都执行完毕后，回到主线程...
    });

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- (void)touchBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
    //[self delay];
    //[self once];
    //[self group];
}

#pragma mark - 延时操作
- (void)delay {
    //NSObject
    //[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:2.0];

    //NSTimer
    //[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:NO];

    //GCD
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 *NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        [self run];
    });
}

- (void)run {
    NSLog(@"run");
}

#pragma mark - 一次操作
- (void)once {
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        NSLog(@"一次性");
    });
}

#pragma mark - 多次操作
- (void)apply {
    dispatch_apply(10, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^(size_t index){
        NSLog(@"===%ld===", index);
    });
}

#pragma mark - 队列组
- (void)group {
    //创建组
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        for (int i = 0; i< 5; i++) {
            NSLog(@"===1===");
        }
    });
    dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        for (int i = 0; i< 5; i++) {
            NSLog(@"===1===");
        }
    });
    //当1、2完成后，再去执行3
    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"===3===");
    });
}