iOS多线程之 GCD 四个心法七个招式

左手画方右手画圆

“少侠，你能左手画方，又手画圆吗？”

“这有何难，开始看我表演吧”

左方右圆

“看，怎么样，厉害吧”

“鹅 .... 厉害...”

“少侠，其实我是说你在iOS代码里能左手画方，右手画圆吗？”

“原来是这个意思，就是多线程嘛，这有何难，看我用GCD展示一下”

NSLog(@"左手画方");  

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
      NSLog(@"右手画圆");
});

//输出
左手画方
右手画圆

“怎么样厉害吧”

“少侠确实有两下子，那对于GCD，少侠还有其他用法嘛”

“啥？其他用法，不需要的，只需要如上我这等操作，就能解决大部分问题，其他用法，不需要的。”

“非也、非也,GCD这本秘籍还是有很多招式的，且听老夫给你细细道来。”

GCD的四个基本心法

同步画-完-告

小师妹让你画一个方，收到任务你开始画方，画完之后告知小师妹，方已完成。同步要阻塞当前线程，必须要等待当前任务执行完，返回以后，才会继续执行下一个任务。

异步画-立-告

小师妹让你画一个方，收到任务后，为了显示你的厉害所在，你立马告知小师妹，方我已经着人去画啦，你且等着吧，很快就有消息了。异步不会阻塞当前线程，会立即返回，可立刻执行下一个任务。

串行队列 一心一用

小师妹让你画一方一圆，收到任务，你的全部注意力放在一个地方，左手画方的时候，全部注意力在左手，所以此时右手是不动的，等待左手画完方之后，全部注意力集中右手，这时右手再画圆。此为先左手画方，后右手画圆。一心一用理解为串行，串行队列中的任务只能一次执行一个。

串行队列

并行队列 一心两用

你的注意力分开两部分，一部分在左手，一部分在右手，然后左手画方，之后立马开始右手画圆，一心两用理解为并行。并行队列中的任务会按照加入队列中的顺序执行，但哪个任务开始执行完是不定的。

并行队列

GCD的七个基本招式

“等等，大师，你的这些心法，貌似没什么用啊，我的招式还是能解决大部门问题啊”

“那老夫就来问几个小问题，看招”

“多个线程同时读写一份数据，如何做到不出错？
多个异步任务都完成之后，才能告知小师妹，如何做到？
”

“鹅....”

“嘿嘿，不懂了吧，下面老夫就来给你展示GCD的八个基本招式，学会基本招式，这些问题就迎刃而解了”

dispatch_sync

NSLog(@"画方");
dispatch_sync(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
       NSLog(@"画圆");
});
NSLog(@"吹口哨")

//输出
画方
画圆
吹口哨

dispatch_sync 会阻塞当前线程，等待block中的任务执行完毕后，才会执行下一个任务，所以执行顺序是画方-画圆-吹口哨。

dispatch_async

NSLog(@"画方");
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
       NSLog(@"画圆");
});
NSLog(@"吹口哨")

//输出
画方
吹口哨
画圆

dispatch_async 不会阻塞当前线程，会立即执行下一个任务。所以执行顺序是画方-吹口哨-画圆。

dispatch_after

指定时间后，将要执行的任务添加到指定的队列中去。

//两秒之后吹口哨
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
      NSLog(@"吹口哨");
});

示例中2秒钟之后，将任务添加到主队列中，如果主队列中这时有其他的耗时操作，那么将会等待主队列中的任务执行完以后，才会执行添加的任务。所以dispatch_after是不准确的。

dispatch_once

+ (instancetype)shareUserInfo
{
    static UserInfo *shareUserInfo = nil;
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        shareUserInfo = [[UserInfo alloc] init];
    });
    return shareUserInfo;
}

dispatch_once可以帮助我们创建单例，再也不用像以前一样费心费力啦。

dispatch_barrier

在使用dispatch_barrier的队列中，执行顺序如下：

先于dispatch_barrier之前加入队列的任务先执行。
dispatch_barrier 中的任务执行。
晚于dispatch_barrier添加到队列的任务最后执行。

//不使用dispatch_barrier
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("test", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
dispatch_async(queue, ^{
        sleep(2);
        NSLog(@"画方");
    });
    
dispatch_async(queue, ^{
    sleep(3);
    NSLog(@"画圆");
});
    
NSLog(@"吹口哨");
    
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog(@"撩师妹");
});
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog(@"告师傅");
}); 

//输出
吹口哨
撩师妹
告师傅
画方
画圆

因为画方画圆的时间太久，导致了活儿还没干，就先吹口哨了，这是不对的。使用dispatch_barrier再试一次。

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("test", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
dispatch_async(queue, ^{
    sleep(2);
    NSLog(@"画方");
});
    
dispatch_async(queue, ^{
    sleep(3);
    NSLog(@"画圆");
});

dispatch_barrier_sync(queue, ^{
    sleep(4);
    NSLog(@"吹口哨");
});
    
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog(@"撩师妹");
});
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog(@"告师傅");
}); 

//输出
画方
画圆
吹口哨
撩师妹
告师傅

可以看到虽然画方画圆的时间比较久，吹口哨因为技术不成熟，也耗时较久，但最终是按照正常流程进行，活儿没干完坚决不撩师妹。

撩师妹

清楚了吧，吹口哨的时候，其他的都靠边站，就是这么横。

“大师，为什么图中是并行队列，而不是串行队列？”

“因为串行队列本来就是按顺序执行的...”

dispatch_group

画方-画圆-吹口哨-撩师妹-告师傅，流程行云流水。现在新的问题来了，那想在画方-画圆之后，喝口水再吹口哨要怎么做呢？

首先来分析一下问题:

画方画圆属于耗时的任务，现在把它们放在了异步线程。异步线程的执行时间，是不知道的。
两个异步线程任务都执行完之后，喝水。

要达到上面的要求，一个比较普通的流程是画方完成后用一个变量记录，画圆完成后用另外一个变量记录。当两个变量都记录到完成之后，就可以继续下一步了，喝水。

麻烦吗？也不麻烦，才两个变量而已。但是上面的耗时操作如果是5个呢？麻烦！ dispatch_group 可以方便的解决这个问题。

dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    
dispatch_group_enter(group);
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
    sleep(3);
    NSLog(@"画方完成");
    dispatch_group_leave(group);
});

dispatch_group_enter(group);
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
    sleep(2);
    NSLog(@"画圆完成");
    dispatch_group_leave(group);
});

dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
    NSLog(@"都完成了 喝口水");
});

//输出 
画圆完成
画方完成
都完成了 喝口水

少侠你看，前面提到的问题之一：“多个异步任务都完成之后，才能告知小师妹，如何做到？” 就这样解决了。

有一点要注意，dispatch__group__enter 和 dispatch__group__leave必须成对出现，不然会崩溃的。

dispatch_semaphore

信号量可以控制多个线程对有限资源的访问。

dispatch_semaphore只有三个方法：

//创建信号量
dispatch_semaphore_create
//发送信号量
dispatch_semaphore_signal
//等待信号量
dispatch_semaphore_wait

以少侠为例：

少侠现在要去马场，给你的汗血宝马喂草，但是马场的马槽是有限的，其他的人也要喂马，少侠纵然有绝世武功，但人在江湖，依然要讲究江湖规矩——排队。

dispatch__semaphore__create 创建时，传入的数值，为马槽数量。

dispatch__semaphore__signal 相当于走了一匹马。

dispatch__semaphore__wait 相当于来了一匹马。

调用一次 dispatch__semaphore__signal 就走了一匹马，调用一次 dispatch__semaphore__wait 就来了一匹马，当马槽的数量为0时，再来的马就只能等待了。如果有耐心可以一直等，没有耐心，等半个时辰也可以走。

dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(3);
    
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"准备画方");
    sleep(2);
    NSLog(@"画方");
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"准备画圆");
    sleep(2);
    NSLog(@"画圆");
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"准备吹口哨");
    sleep(2);
    NSLog(@"吹口哨");
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});

//输出

准备吹口哨
准备画方
准备画圆
画圆
吹口哨
画方

创建信号量值为3，代表最多可以三处资源同时访问，当前有3个线程，所以当前没有资源控制，可以到看三个任务同时准备同时完成。

下面把信号量的值改为2

dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(2);
    
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"准备画方");
    sleep(2);
    NSLog(@"画方");
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"准备画圆");
    sleep(2);
    NSLog(@"画圆");
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"准备吹口哨");
    sleep(2);
    NSLog(@"吹口哨");
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});

//输出
准备画圆
准备画方
画圆
画方
准备吹口哨
吹口哨

创建信号量值为2，代表最多可以两处资源同时访问。但当前有三个线程，所以前面两个任务画圆、画方会先完成，之后再吹口哨。

勤加练习

少侠，到目前为止，老夫已经给你讲了GCD的四个基本心法，七个基本招式，这些都只是基本功，少侠日后必当好好练习，才能像更高的层次冲击。老夫累了，这就闭关了，他日你练成神功，老夫定当出关，助你再占高峰。

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左手画方 右手画圆

GCD的四个基本心法

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