GCD梳理与总结（一）队列、任务、执行任务的方式

GCD是iOS开发中常用的多线程技术，具有以下优点

• 可用于多核的并行运算。
• 会自动利用更多的 CPU 内核。
• 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）。

但是由于其知识点细碎，API繁多，所以笔者决定抽空以写博客的方式对GCD进行梳理，总结，归纳和再学习。
本章Demo

首先我们来谈谈几个基本概念

任务

任务就是要执行的操作，也就是你在线程中执行的那段代码。在 GCD 中是放在 block 中的。

队列

队列有两种：1.串行队列。2.并发队列。

• 串行队列（Serial Dispatch Queue）：
  每次只有一个任务被执行。让任务一个接着一个地执行。（只开启一个线程，一个任务执行完毕后，再执行下一个任务）

• 并发队列（Concurrent Dispatch Queue）：
  可以让多个任务并发（同时）执行。（可以开启多个线程，并且同时执行任务）

执行队列的方式

• 同步执行（sync）：

  • 同步添加任务到指定的队列中，在添加的任务执行结束之前，会一直等待，直到队列里面的任务完成之后再继续执行。
  • 只能在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力。

• 异步执行（async）:

  • 异步添加任务到指定的队列中，它不会造成主线程的等待，可以继续执行任务。
  • 可以在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力。

讲完了这三个基本概念后，可能概念上有点绕，也有点懵。那么笔者来打个比方。我以大家小时候都玩过的四驱车举例。

打个比方：

就比如小时后玩的四驱车，队列就相当于跑道，串行队列就是一条跑道，并发队列就是多条跑道。四驱车就相当于任务。基本规则就是每条跑道上只能有一辆车在上面跑。串行队列由于只有一条跑道，所以每次只能跑一辆车（一个任务），等这辆车跑完，别的车（任务）才能跑。并发队列由于有多个跑道，所以可以供多辆车（多个任务）一起跑。

• 执行队列的方式就是我们如何把车（任务）放到跑道（队列）里。

  • 同步执行不开启新线程，就相当于我们只有主线程一只手，每次只能把一辆车（任务）放到跑道上跑，等车跑完，把车收了以后，才能把下一辆车（任务）放到跑道上跑。所以不管我们是把车（任务）放到单条跑道（串行队列）还是把车（任务）放到多条跑道（并发队列），每次都只能控制一辆车。并且由于主线程在玩车（执行任务），也就干不了别的事，所以同步执行会造成主线程等待。

  • 异步执行可以开启线程，就相当于我们除了有主线程这只手外还邀请了很多一起玩的小伙伴（分线程），我们每个人都能拿起一辆车（任务）放到对应的跑道（队列）上，然后一起跑。所以在多条跑道（并发队列）上多辆车（多个任务）可以一起跑。如果车（任务）很多，跑道只有一个（串行队列），那么还是得排队玩，每次只能跑一辆车（任务）。但是，由于邀请了小伙伴（开启了线程），主线程这只手就可以让小伙伴（分线程）先玩车，自己去处理别的事情。所以异步执行不会造成主线程等待。

API

理解完基本概念后我们再来梳理一下相关的API。

• 队列的创建方法

  第一个参数表示队列的唯一标识,第二个参数用来识别是串行队列还是并发队列。若为NULL时，默认是串行队列。
  串行队列：DISPATCH_QUEUE_SERIAL
  并发队列：DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT

   dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.test.testQueue",     DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
  

• 小知识
  1.主队列其实也是一种特殊的串行队列

   //主队列的获取方法
   dispatch_queue_t mainqueue = dispatch_get_main_queue();
  

  2.系统提供了全局并发队列的直接获取方法:第一个参数表示队列优先级,我们选择 默认的好了,第二个参数flags作为保留字段备用,一般都直接填0

   //全局并发队列的获取方法
   dispatch_queue_t mainqueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
  

• 同步执行（sync）和异步执行（async）

   //用同步的方式将任务放到queue队列。
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"同步执行的任务1");
    });
   dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"同步执行的任务2");
    });
  
    //用异步的方式将任务放到queue队列。
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"异步执行的任务");
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"执行的任务");
    });
  

  • 注意死锁
    禁止在串行队列中再以同步操作执行该队列任务。因为会相互等待发生死锁。

    //创建串行队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.test.testQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_sync(queue^{    
       NSLog(@"任务1开始");
       //到这里就死锁了
       dispatch_sync(queue, ^{  
           NSLog(@"任务2",);
       });
       NSLog(@"任务1结束");
    });
    

    我们来分析一下为什么会死锁。首先，两次同步操作都是把任务放入到同一个串行队列中。需要注意的是，第二次同步操作是嵌套在第一次的任务中的。
    同步执行的规则：在添加的任务执行结束之前，会一直等待。
    串行队列的规则：每次只有一个任务被执行。
    所以这两条规则在这里就发生了矛盾。任务1不执行完，就没法把任务2放到串行队列里。不把任务2放到串行队列里，任务1就没办执行完，从而发生了死锁。

    由于主队列是一个在主线程中同步执行的串行队列，所以以下操作也会发生死锁

    //获取主队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    // 同步的将任务放到住队列中（发生死锁）
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任务");
    });
    

• 附录 几个线程API

   //currentThread获取当前的线程对象
   NSThread *thread = [NSThread currentThread];

  //isMainThread获取当前线程是否为主线程
   BOOL isMain = [NSThread isMainThread];