读书笔记多线程 -- GCD

线程主要分为主线程和后台线程两种，一个应用只有一个主线程，其他都是后台线程。主线程主要是负责UI界面更新和响应用户事件。
常用的多线程编程技术有GCD、NSThread、NSOperationQueue。

GCD

传统的多线程编程技术，为了提高并行处理能力采用的手段是创建更多的线程去并行处理。但是这样也会带来一个问题就是创建多少线程是合适的最优的呢？线程的创建也是要耗费一定的内存资源的。
GCD 完美的解决了这样的问题。

GCD是内核级的多线程并发技术，不需要关注线程的创建，只需要把任务添加到GCD的队列中即可。GCD的特点

创建线程是系统自动完成的，简化了传统的编程模式。
内核级，创建线程不会占用应用程序的内存空间。
基于C语言函数级的接口编程，性能优。
GCD的分发队列按先进先出的顺序执行线程任务。

1. Dispatch Queue 队列

GCD的多线程任务都是由 Dispatch Queue 来管理的。队列的类型影响任务的执行顺序（或者说开启多少个新线程）。
分发队列的类型

serial 串行队列
串行队列中的任务都是顺序执行的，先进先出，每次只允许执行一个任务。
根据串行队列的单任务调度特点，使得它特别适合管理保护存在冲突访问的资源，比如文件的读写，全局数据访问等。

    // 创建串行队列
    dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("serial_queue_name", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

主线程队列就是串行队列。

 // 获取主队列
    dispatch_get_main_queue();

concurrent 并行队列
并行队列可以按照顺序执行一个或者多个任务。并发的任务数由系统根据计算资源自动动态分配控制。

系统提供了四种优先级不同的并行队列

#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2)
#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN

    // 创建并行队列
    dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("concurrent_queue_name", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

2.添加任务到队列中

添加到队列中的任务由GCD动态分配调用
添加任务到队列中有两种方法：

（1）异步添加 dispatch_async
异步添加不会阻塞当前线程。会创建新的线程！！！

    dispatch_async(serialQueue, ^{
        NSLog(@"任务1")l;
    });
    NSLog(@"任务2");

// 执行结果是 “任务2 — 任务1”

（2）同步添加 dispatch_sync
同步添加会阻塞当前线程要先执行添加的任务，才能继续执行下面的任务

 dispatch_async(serialQueue, ^{
        NSLog(@"任务1");
    });
    NSLog(@"任务2");

// 执行结果是 “任务1 — 任务2”

3.线程组

将多个任务添加到一个线程组中，当所有任务执行完后接收到通知

    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    
    dispatch_group_async(group, concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"组任务1");
    });
    dispatch_group_async(group, concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"组任务2");
    });
    dispatch_group_notify(group, concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"组内任务都完成了");
    });

执行结果：组任务1，组任务2，组内任务都完成了
或者
执行结果：组任务2，组任务1，组内任务都完成了

增加组内等待函数阻塞当前流程

    dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"等待组内任务都完成了 在执行");

动态控制组任务
使用dispatch_group_enter(group)和dispatch_group_leave(group)作为任务的开始和结束标记


    dispatch_group_enter(group);
    
    dispatch_async(concurrentQueue, ^{

        dispatch_group_leave(group);
    });

    dispatch_group_notify(group, concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"任务组完成");
    });

4.优化循环性能

当循环处理的任务之间没有关联时，执行顺序可以任意时，dispatch_apply

    int count = 10;
    dispatch_apply(count, concurrentQueue, ^(size_t i) {
        NSLog(@"%zu",i);
    });

5. 信号量

    // 创建信号量
    dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);
    // 等待信号量 如果信号量的值小于1 就一直等待，直到信号量大于等于1 再执行
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    // 发送信号量 对信号量的值加一
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);

信号量可以用来实现异步线程同步操作

 dispatch_semaphore_t sem = dispatch_semaphore_create(0);
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        
        NSLog(@"任务1:%@",[NSThread currentThread]);
        dispatch_semaphore_signal(sem);
    });
    
    dispatch_semaphore_wait(sem, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        NSLog(@"任务2:%@",[NSThread currentThread]);
        dispatch_semaphore_signal(sem);
    });
    
    dispatch_semaphore_wait(sem, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        NSLog(@"任务3:%@",[NSThread currentThread]);
    });

6. 延时执行任务

dispatch_after

    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(5 * NSEC_PER_SEC)), concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"5秒后执行");
    });

7.使用dispatch_barrier_async控制并发任务

在并发任务队列中可以使用dispatch_barrier_async来对任务做分隔保护，在dispatch_barrier_async之前加入队列的任务执行完成后，在执行后续加入的任务。

    dispatch_barrier_async(concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"栅栏");
    });

8.任务暂停和唤醒

dispatch_suspend 暂停队列执行
dispatch_resume 恢复队列执行

    dispatch_suspend(concurrentQueue);
    dispatch_resume(concurrentQueue);

来自《macOS应用开发基础教程张帆》读书笔记

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