浅谈GCD
GCD的简介
- 1.什么是GCD
- 全称是Grand Central Dispatch，可译为“牛逼的中枢调度器”
- 纯C语言，提供了非常多强大的函数
- 2.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会自动管理线程的生命周期（创建线程、调度任务、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
-
3.GCD中有2个核心概念
- 任务：执行什么操作
- 队列：用来存放任务
-
4.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的FIFO原则：先进先出，后进后出
- 定制任务
- 5.有4个术语比较容易混淆：同步、异步、并发、串行
- 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：可以在新的线程中执行任务，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：允许多个任务并发（同时）执行
- 串行：一个任务执行完毕后，再执行下一个任务
- 同步和异步主要影响：能不能开启新的线程
GCD的各种组合
- 1.异步 + 并发
/*
异步 + 并发 : 会开启新的线程
如果任务比较多, 那么就会开启多个线程
*/
- (void)asynConcurrent
{
/*
执行任务
dispatch_async
dispatch_sync
*/
/*
第一个参数: 队列的名称
第二个参数: 告诉系统需要创建一个并发队列还是串行队列
DISPATCH_QUEUE_SERIAL :串行
DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 并发
*/
// dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.longshao.lsl", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
// 系统内部已经给我们提供好了一个现成的并发队列
/*
第一个参数: iOS8以前是优先级, iOS8以后是服务质量
iOS8以前
* - DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 高优先级 2
* - DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT: 默认的优先级 0
* - DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW: 低优先级 -2
* - DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND:
iOS8以后
* - QOS_CLASS_USER_INTERACTIVE 0x21 用户交互(用户迫切想执行任务)
* - QOS_CLASS_USER_INITIATED 0x19 用户需要
* - QOS_CLASS_DEFAULT 0x15 默认
* - QOS_CLASS_UTILITY 0x11 工具(低优先级, 苹果推荐将耗时操作放到这种类型的队列中)
* - QOS_CLASS_BACKGROUND 0x09 后台
* - QOS_CLASS_UNSPECIFIED 0x00 没有设置
第二个参数: 废物
*/
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
/*
第一个参数: 用于存放任务的队列
第二个参数: 任务(block)
GCD从队列中取出任务, 遵循FIFO原则 , 先进先出
输出的结果和苹果所说的原则不符合的原因: CPU可能会先调度其它的线程
能够创建新线程的原因:
我们是使用"异步"函数调用
能够创建多个子线程的原因:
我们的队列是并发队列
*/
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]);
});
}
- 2.异步 + 串行
/*
异步 + 串行：会开启新的线程
但是只会开启一个新的线程
注意: 如果调用 异步函数, 那么不用等到函数中的任务执行完毕, 就会执行后面的代码
*/
- (void)asynSerial
{
// 1.创建串行队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.longshao.lsl", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
/*
能够创建新线程的原因:
我们是使用"异步"函数调用
只创建1个子线程的原因:
我们的队列是串行队列
*/
// 2.将任务添加到队列中
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(@"--------");
}
- 3.同步 + 串行
/*
同步 + 串行: 不会开启新的线程
注意点: 如果是调用 同步函数, 那么会等同步函数中的任务执行完毕, 才会执行后面的代码
*/
- (void)syncSerial
{
// 1.创建一个串行队列
// #define DISPATCH_QUEUE_SERIAL NULL
// 所以可以直接传NULL
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.longshao.lsl", NULL);
// 2.将任务添加到队列中
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(@"---------");
}
- 4.同步 + 并发
/*
同步 + 并发 : 不会开启新的线程
妻管严
*/
- (void)syncConCurrent
{
// 1.创建一个并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
// 2.将任务添加到队列中
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(@"---------");
}
- 5.异步 + 主队列
/*
异步 + 主队列 : 不会创建新的线程, 并且任务是在主线程中执行
*/
- (void)asyncMain
{
// 主队列:
// 特点: 只要将任务添加到主队列中, 那么任务"一定"会在主线程中执行 \
无论你是调用同步函数还是异步函数
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
});
}
- 6.在主线程中调用同步函数 + 主队列
/*
如果是在主线程中调用同步函数 + 主队列, 那么会导致死锁
导致死锁的原因:
sync函数是在主线程中执行的, 并且会等待block执行完毕. 先调用
block是添加到主队列的, 也需要在主线程中执行. 后调用
*/
- (void)syncMain
{
NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
// 主队列:
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
// 如果是调用 同步函数, 那么会等同步函数中的任务执行完毕, 才会执行后面的代码
// 注意: 如果dispatch_sync方法是在主线程中调用的, 并且传入的队列是主队列, 那么会导致死锁
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"----------");
NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
});
NSLog(@"----------");
}
- 7.在子线程中调用 同步函数 + 主队列
/*
如果是在子线程中调用 同步函数 + 主队列, 那么没有任何问题
*/
- (void)syncMain2
{
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
dispatch_async(queue, ^{
// block会在子线程中执行
// NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
dispatch_sync(queue, ^{
// block一定会在主线程执行
NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
});
});
NSLog(@"------------");
}
GCD线程间通信
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
NSLog(@"--------");
// 1.除主队列以外, 随便搞一个队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
// 2.调用异步函数
dispatch_async(queue, ^{
// 1.下载图片
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://pic.4j4j.cn/upload/pic/20130531/07ed5ea485.jpg"];
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
// 2.将二进制转换为图片
UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
// 3.回到主线程更新UI
// self.imageView.image = image;
/*
技巧:
如果想等UI更新完毕再执行后面的代码, 那么使用同步函数
如果不想等UI更新完毕就需要执行后面的代码, 那么使用异步函数
*/
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
self.imageView.image = image;
});
NSLog(@"设置图片完毕 %@", image);
});
}
GCD的延迟执行
-
1.使用GCD延迟执行的好处：
- 以前我们需要延迟执行某个任务的时候，可以使用NSTimer或performSelector:withObject:afterDelay:方法来实现。但是使用NSTimer的时候会出现一些问题，比如用NSTimer做定时图片轮播时，当拖动图片会影响图片的正常轮播效果，需要通过监听拖拽事件来设置NSTimer的定时时间，这样使用会很麻烦，且不利于后期的维护。使用GCD的延迟执行没有上面的问题，而且代码都集中在一块利于维护和阅读。
-
2.示例如下：
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
// [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:3.0 target:self selector:@selector(demo) userInfo:nil repeats:NO];
// [self performSelector:@selector(demo) withObject:nil afterDelay:3.0];
// 该方法中, 会根据传入的队列来决定回掉block在哪个线程中执行
// 如果传入的是主队列, 那么block会在主线程调用
// 如果传入的是全局队列, 那么block会在子线程中调用
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
NSLog(@"3秒之后执行 %@", [NSThread currentThread]);
});
}
- (void)demo
{
NSLog(@"%s", __func__);
}
GCD的一次代码(和懒加载的区别)
- 1.Person类
#import "Person.h"
@implementation Person
- (NSArray *)books
{
/*
if (!_books) {
_books = @[
@"iOS开发",
@"Android开发",
@"高薪技巧"
];
}
*/
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
_books = @[
@"iOS开发",
@"Android开发",
@"高薪技巧"
];
});
return _books;
}
@end
- 2.调用类
#import "Person.h"
@implementation ViewController
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
/*
// 注意: 千万不能把一次性代码当作懒加载来使用
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
NSLog(@"我被执行了");
});
*/
Person *p1 = [Person new];
NSLog(@"%@", p1.books);
Person *p2 = [Person new];
NSLog(@"%@", p2.books);
}
@end
-
3执行结果：
- (1)懒加载时：
--- ( "iOS\U5f00\U53d1", "Android\U5f00\U53d1", "\U9ad8\U85aa\U6280\U5de7" ) --- ( "iOS\U5f00\U53d1", "Android\U5f00\U53d1", "\U9ad8\U85aa\U6280\U5de7" )
- (1)懒加载时：
-
(2)使用GCD一次性代码时：
--- ( "iOS\U5f00\U53d1", "Android\U5f00\U53d1", "\U9ad8\U85aa\U6280\U5de7" ) --- (null)
GCD的遍历方法
- 1.GCD的遍历方法dispatch_apply，可以开启多个线程同时执行某个任务来提高效率。
- 2.比如在多文件转移的时候，用for循环和GCD的遍历方法dispatch_apply的对比：
- 首先时用for循环转移文件：
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
// 1.定义变量记录原始文件夹和目标文件夹的路径
NSString *sourcePath = @"/Users/lisilong/Desktop/test";
NSString *destPath = @"/Users/lisilong/Desktop/longshao";
// 2.取出原始文件夹中所有的文件
NSFileManager *manager = [NSFileManager defaultManager];
NSArray *files = [manager subpathsAtPath:sourcePath];
// 开始转移文件时的时间
NSDate *beginDate = [NSDate date];
// 3.开始拷贝文件
for (NSString *fileName in files) {
// 3.1生产原始文件的绝对路径
NSString *sourceFilePath = [sourcePath stringByAppendingPathComponent:fileName];
// 3.2生产目标文件的绝对路径
NSString *destFilePath = [destPath stringByAppendingPathComponent:fileName];
// 3.3利用NSFileManager拷贝文件
[manager moveItemAtPath:sourceFilePath toPath:destFilePath error:nil];
}
// 文件转移结束时的时间
NSDate *endDate = [NSDate date];
// 转移文件用时：
NSLog(@"time=%f",[endDate timeIntervalSinceDate:beginDate]);
}
- 用for循环转移文件用时：
--- time=1.139403
- 用GCD的dispatch_apply遍历方法的转移文件：
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
// 1.定义变量记录原始文件夹和目标文件夹的路径
NSString *sourcePath = @"/Users/lisilong/Desktop/test";
NSString *destPath = @"/Users/lisilong/Desktop/longshao";
// 2.取出原始文件夹中所有的文件
NSFileManager *manager = [NSFileManager defaultManager];
NSArray *files = [manager subpathsAtPath:sourcePath];
// 开始转移文件时的时间
NSDate *beginDate = [NSDate date];
// 3.开始拷贝文件
/*
第一个参数: 需要遍历几次
第二个参数: 决定第三个参数的block在哪个线程中执行
第三个参数: 回掉
*/
dispatch_apply(files.count, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^(size_t index) {
NSString *fileName = files[index];
// 3.1生产原始文件的绝对路径
NSString *sourceFilePath = [sourcePath stringByAppendingPathComponent:fileName];
// 3.2生产目标文件的绝对路径
NSString *destFilePath = [destPath stringByAppendingPathComponent:fileName];
// 3.3利用NSFileManager拷贝文件
[manager moveItemAtPath:sourceFilePath toPath:destFilePath error:nil];
});
// 文件转移结束时的时间
NSDate *endDate = [NSDate date];
// 转移文件用时：
NSLog(@"time=%f",[endDate timeIntervalSinceDate:beginDate]);
}
- 用GCD的dispatch_apply遍历方法的转移文件用时
--- time=0.626504
- 结论：用GCD的dispatch_apply遍历方法的效率比for循环的相对来说要高。
GCD控制任务之间的关系
- 1.使用场景
- 当某个任务需要在其它任务执行完后才能执行时，可以用GCD的栅栏(barrier)和组(group)来实现。
- 2.GCD栅栏(barrier)的简介
- 功能:
- 拦截前面的任务, 只有先添加到队列中的任务=执行完毕, 才会执行栅栏添加的任务
- 如果栅栏后面还有其它的任务, 那么必须等栅栏执行完毕才会执行后面的其它任务
- 注意点:
- 如果想要使用栅栏, 那么就不能使用全局的并发队列
- 如果想使用栅栏, 那么所有的任务都必须添加到同一个队列中
- 功能:
- 3.GCD组(group)的简介
- 将队列放到group中, 当队列中的任务执行完毕时, group就会发出一个通知，然后执行相应的操作。
- 4.GCD的栅栏和组的对比：
- GCD的栅栏和组都可以实现，控制其它任务执行完后再执行某个任务。
- 相对于组来说，栅栏还可以限制栅栏代码后面的代码的执行，即先执行完栅栏内的代码再执行其后的代码。
- 5.示例，用多图片下载,来介绍GCD的栅栏和组：
- (1)栅栏(barrier)
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.longshao.lsl", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
__block UIImage *image1 = nil;
__block UIImage *image2 = nil;
// 1.开启一个新的线程下载第一张图片
dispatch_async(queue, ^{
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://h.hiphotos.baidu.com/image/pic/item/77c6a7efce1b9d1632701663f5deb48f8c546479.jpg"];
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
image1 = image;
NSLog(@"图片1下载完毕");
});
// 2.开启一个新的线程下载第二张图片
dispatch_async(queue, ^{
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://f.hiphotos.baidu.com/image/pic/item/18d8bc3eb13533fa0f2eb8c0acd3fd1f40345b47.jpg"];
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
image2 = image;
NSLog(@"图片2下载完毕");
});
// 3.开启一个新的线程, 合成图片
// 栅栏
dispatch_barrier_async(queue, ^{
// 1.开启图片上下文
UIGraphicsBeginImageContext(CGSizeMake(200, 200));
// 2.将第一张图片画上去
[image1 drawInRect:CGRectMake(0, 0, 100, 200)];
// 3.将第二张图片画上去
[image2 drawInRect:CGRectMake(100, 0, 100, 200)];
// 4.从上下文中获取绘制好的图片
UIImage *newImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
// 5.关闭上下文
UIGraphicsEndImageContext();
// 4.回到主线程更新UI
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
self.imageView.image = newImage;
});
NSLog(@"栅栏执行完毕了");
});
// 只要栅栏执行完毕后才会执行
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"---------");
});
}
- (2)组(group)
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.longshao.lsl", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
__block UIImage *image1 = nil;
__block UIImage *image2 = nil;
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
// 1.开启一个新的线程下载第一张图片
dispatch_group_async(group, queue, ^{
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://h.hiphotos.baidu.com/image/pic/item/77c6a7efce1b9d1632701663f5deb48f8c546479.jpg"];
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
image1 = image;
NSLog(@"图片1下载完毕");
});
// 2.开启一个新的线程下载第二张图片
dispatch_group_async(group, queue, ^{
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://f.hiphotos.baidu.com/image/pic/item/18d8bc3eb13533fa0f2eb8c0acd3fd1f40345b47.jpg"];
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
image2 = image;
NSLog(@"图片2下载完毕");
});
// 3.开启一个新的线程, 合成图片
// 只要将队列放到group中, 队列中的任务执行完毕, group就会发出一个通知
dispatch_group_notify(group, queue, ^{
NSLog(@"%@ %@", image1, image2);
// 1.开启图片上下文
UIGraphicsBeginImageContext(CGSizeMake(200, 200));
// 2.将第一张图片画上去
[image1 drawInRect:CGRectMake(0, 0, 100, 200)];
// 3.将第二张图片画上去
[image2 drawInRect:CGRectMake(100, 0, 100, 200)];
// 4.从上下文中获取绘制好的图片
UIImage *newImage = UIGraphicsGetImageFromCurrentImageContext();
// 5.关闭上下文
UIGraphicsEndImageContext();
// 4.回到主线程更新UI
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
self.imageView.image = newImage;
});
});
}