本文的主要目的是理解不同队列与不同函数之间组合的情况
GCD简介
GCD全称是Grand Central Dispatch纯C语言，提供例如非常强大的函数
GCD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
【重点】用一句话总结GCD就是：将任务添加到队列，并指定任务执行的函数
GCD核心
在日常开发中，GCD一般写成下面这种形式
dispatch_async( dispatch_queue_create("com.CJL.Queue", NULL), ^{
NSLog(@"GCD基本使用");
});
将上述代码拆分，方便我们来理解GCD的核心 主要是由 任务 + 队列 + 函数 构成
//********GCD基础写法********
//创建任务
dispatch_block_t block = ^{
NSLog(@"hello GCD");
};
//创建串行队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.CJL.Queue", NULL);
//将任务添加到队列，并指定函数执行
dispatch_async(queue, block);
- 使用
dispatch_block_t创建任务 - 使用
dispatch_queue_t创建队列 - 将任务添加到队列，并指定执行任务的函数
dispatch_async
注意
这里的任务是指执行操作的意思，在使用dispatch_block_t创建任务时，主要有以下两点说明
任务使用
block封装任务的block
没有参数也没有返回值
函数与队列
函数
在GCD中执行任务的方式有两种，同步执行和异步执行，分别对应 同步函数dispatch_sync 和 异步函数dispatch_async,两者对比如下
-
同步执行，对应同步函数
dispatch_sync必须等待当前语句执行完毕，才会执行下一条语句不会开启线程，即不具备开启新线程的能力在当前线程中执行block任务
-
异步执行，对应异步函数
dispatch_async不用等待当前语句执行完毕，就可以执行下一条语句
会
开启线程执行block任务，即具备开启新线程的能力（但并不一定开启新线程，这个与任务所指定的队列类型有关）异步 是 多线程 的代名词
所以，综上所述，两种执行方式的主要区别有两点：
是否等待队列的任务执行完毕是否具备开启新线程的能力
队列
串行队列 和 并发队列
多线程中所说的队列（Dispatch Queue）是指执行任务的等待队列，即用来存放任务的队列。队列是一种特殊的线性表，遵循先进先出（FIFO）原则，即新任务总是被插入到队尾，而任务的读取从队首开始读取。每读取一个任务，则动队列中释放一个任务，如下图所示
在GCD中，队列主要分为串行队列（Serial Dispatch Queue） 和并发队列（Concurrent Dispatch Queue）两种，如下图所示
-
-
串行队列：每次只有一个任务被执行，等待上一个任务执行完毕再执行下一个，即只开启一个线程（通俗理解：同一时刻只调度一个任务执行）使用
dispatch_queue_create("xxx", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);创建串行队列其中的
DISPATCH_QUEUE_SERIAL也可以使用NULL表示，这两种均表示默认的串行队列
// 串行队列的获取方法
dispatch_queue_t serialQueue1 = dispatch_queue_create("com.CJL.Queue", NULL);
dispatch_queue_t serialQueue2 = dispatch_queue_create("com.CJL.Queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
-
并发队列：一次可以并发执行多个任务，即开启多个线程，并同时执行任务（通俗理解：同一时刻可以调度多个任务执行）使用
dispatch_queue_create("xxx", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);创建并发队列注意：并发队列的并发功能只有在
异步函数下才有效
// 并发队列的获取方法
dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("com.CJL.Queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
主队列 和 全局并发队列
在GCD中，针对这两种队列，分别提供了主队列（Main Dispatch Queue）和全局并发队列（Global Dispatch Queue）
-
主队列（Main Dispatch Queue）：GCD中提供的特殊的串行队列专门用来
在主线程上调度任务的串行队列，依赖于主线程、主Runloop，在main函数调用之前自动创建不会开启线程
如果当前主线程正在有任务执行，那么无论主队列中当前被添加了什么任务，都不会被调度
使用
dispatch_get_main_queue()获得主队列通常在返回
主线程 更新UI时使用
//主队列的获取方法
dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();
-
全局并发队列（Global Dispatch Queue）：GCD提供的默认的并发队列为了方便程序员的使用，苹果提供了全局队列
在使用多线程开发时，如果对队列没有特殊需求，
在执行异步任务时，可以直接使用全局队列-
使用
dispatch_get_global_queue获取全局并发队列，最简单的是dispatch_get_global_queue(0, 0)第一个参数表示
队列优先级，默认优先级为DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT=0，在ios9之后，已经被服务质量（quality-of-service）取代第二个参数使用0
//全局并发队列的获取方法
dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
//优先级从高到低（对应的服务质量）依次为
- DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH -- QOS_CLASS_USER_INITIATED
- DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT -- QOS_CLASS_DEFAULT
- DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW -- QOS_CLASS_UTILITY
- DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND -- QOS_CLASS_BACKGROUND
全局并发队列 + 主队列 配合使用
在日常开发中，全局队列+并发函数一般是这样配合使用的
//主队列 + 全局并发函数的日常使用
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
//执行耗时操作
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
//回到主线程进行UI操作
});
});
函数与队列的不同组合
串行队列 + 同步函数
【任务按顺序执行】：任务一个接一个的在当前线程执行，不会开辟新线程
串行队列 + 异步函数
【任务按顺序执行】：任务一个接一个的执行，会开辟新线程
并发队列 + 同步函数
【任务按顺序执行】：任务一个接一个的执行，不开辟线程
并发队列 + 异步函数
【任务乱序执行】：任务执行无顺序，会开辟新线程
主队列 + 同步函数
【造成死锁】：任务相互等待，造成死锁
造成死锁的原因分析如下：
主队列有两个任务，顺序为：
NSLog任务 - 同步block执行NSLog任务后，执行同步Block，会将任务1（即i=1时）加入到主队列，主队列顺序为：
NSLog任务 - 同步block - 任务1任务1的执行需要等待同步block执行完毕才会执行，而同步block的执行需要等待任务1执行完毕，所以就造成了任务互相等待的情况，即造成死锁崩溃
死锁现象
主线程因为你同步函数的原因等着先执行任务主队列等着主线程的任务执行完毕再执行自己的任务主队列和主线程相互等待会造成死锁
主队列 + 异步函数
【任务按顺序执行】：任务一个接一个的执行，不开辟线程
全局并发队列 + 同步函数
【任务按顺序执行】：任务一个接一个的执行，不开辟新线程
全局并发队列 + 异步函数
【任务乱序执行】：任务乱序执行，会开辟新线程
总结
| 函数\队列 | 串行队列 | 并发队列 | 主队列 | 全局并发队列 |
|---|---|---|---|---|
| 同步函数 | 顺序执行，不开辟线程 | 顺序执行，不开辟线程 | 死锁 | 顺序执行，不开辟线程 |
| 异步函数 | 顺序执行，开辟线程 | 乱序执行，开辟线程 | 顺序执行，不开辟线程 | 乱序执行，开辟线程 |
相关面试题解析
【面试题 - 1】异步函数+并行队列
下面代码的输出顺序是什么？
- (void)interview01{
//并行队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.CJL.Queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
NSLog(@"1");
// 耗时
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"2");
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"3");
});
NSLog(@"4");
});
NSLog(@"5");
}
----------打印结果-----------
输出顺序为：1 5 2 4 3
-
异步函数并不会阻塞主队列，会开辟新线程执行异步任务
代码分析
如下图所示，红线表示任务的执行顺序
-
主线程的任务队列为：任务1、异步block1、任务5，其中异步block1会比较耗费性能，任务1和任务5的任务复杂度是相同的，所以任务1和任务5优先于异步block1执行在
异步block1中，任务队列为：任务2、异步block2、任务4，其中block2相对比较耗费性能，任务2和任务4是复杂度一样，所以任务2和任务4优先于block2执行最后执行
block2中的任务3在极端情况下，可能出现
任务2先于任务1和任务5执行，原因是出现了当前主线程卡顿或者延迟的情况
代码修改
【修改1】：将
并行队列改成串行队列，对结果没有任何影响，顺序仍然是1 5 2 4 3【修改2】：在任务5之前，休眠2s，即
sleep(2)，执行的顺序为：1 2 4 3 5,原因是因为I/O的打印，相比于休眠2s，复杂度更简单，所以异步block1 会先于任务5执行。当然如果主队列堵塞，会出现其他的执行顺序
【面试题 - 2】异步函数嵌套同步函数 + 并发队列
下面代码的输出顺序是什么？
- (void)interview02{
//并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.CJL.Queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
NSLog(@"1");
//异步函数
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"2");
//同步函数
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"3");
});
NSLog(@"4");
});
NSLog(@"5");
}
----------打印结果-----------
输出顺序为：1 5 2 3 4
分析
任务1 和 任务5的分析同前面一致，执行顺序为
任务1 任务5 异步block在异步block中，首先执行
任务2，然后走到同步block，由于同步函数会阻塞当前线程，所以任务4需要等待任务3执行完成后，才能执行，所以异步block中的执行顺序是：任务2 任务3 任务4-
【面试题 - 3】异步函数嵌套同步函数 + 串行队列（即同步队列）
下面代码的执行顺序是什么？会出现什么情况？为什么？
- (void)interview03{
// 同步队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.CJL.Queue", NULL);
NSLog(@"1");
// 异步函数
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"2");
// 同步函数
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"3");
});
NSLog(@"4");
});
NSLog(@"5");
}
----------打印结果-----------
输出顺序为：1 5 2 死锁崩溃
分析
首先执行
任务1，接下来是异步block，并不会阻塞主线程，相比任务5而言，复杂度更高，所以优先执行任务5，在执行异步block在
异步block中，先执行任务2，接下来是同步block，同步函数会阻塞线程，所以执行任务4需要等待任务3执行完成，而任务3的执行，需要等待同步block执行完成，相当于任务3等待任务4完成-
所以就造成了
任务4等待任务3，任务3等待任务4，即互相等待的局面，就会造成死锁，这里有个重点是关键的堆栈 slowimage
修改
去掉任务4，执行顺序是什么？
- 还是会
死锁，因为任务3等待的是异步block执行完毕，而异步block等待任务3
【面试题 - 4 - 新浪】 异步函数 + 同步函数 + 并发队列
下面代码的执行顺序是什么？（答案是 AC）
A: 1230789
B: 1237890
C: 3120798
D: 2137890
- (void)interview04{
//并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.CJL.Queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(queue, ^{ // 耗时
NSLog(@"1");
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"2");
});
// 同步
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"3");
});
NSLog(@"0");
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"7");
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"8");
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"9");
});
}
----------打印结果-----------
输出顺序为：（1 2 3 无序）0（7 8 9 无序），可以确定的是 0 一定在3之后，在789之前
分析
-
任务1和任务2由于是异步函数+并发队列，会开启线程，所以没有固定顺序 -
任务7、任务8、任务9同理，会开启线程，所以没有固定顺序 -
任务3是同步函数+并发队列，同步函数会阻塞主线程，但是也只会阻塞0，所以，可以确定的是0一定在3之后，在789之前
以下是不同的执行顺序的打印
【面试题 - 5 - 美团】下面代码中，队列的类型有几种？
//串行队列 - Serial Dispatch Queue
dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("com.CJL.Queue", NULL);
//并发队列 - Concurrent Dispatch Queue
dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("com.CJL.Queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
//主队列 - Main Dispatch Queue
dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();
//全局并发队列 - Global Dispatch Queue
dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
队列总共有两种： 并发队列 和 串行队列
- 串行队列：serialQueue、mainQueue
- 并发队列：concurrentQueue、globalQueue