GCD学习笔记
一、GCD 概述
Grand Central Dispatch (GCD)是Apple开发的一个多核编程的解决方法。该方法在Mac OS X 10.6雪豹中首次推出，并随后被引入到了iOS4.0中。
GCD是一个替代诸如NSThread, NSOperationQueue, NSInvocationOperation等技术的很高效和强大的技术，它看起来象就其它语言的闭包(Closure)一样，但苹果把它叫做blocks。
1. GCD 包含于 libSystem.dylib
2. 可供所有程序使用.
- #include <dispatch/dispatch.h>
3. GCD API 提供 block-based and function-based variants
- 目前仅提供 block-based API
二、锁定资源
1. 对关键资源进行互斥访问。
2. 在线程中按序访问共享资源。
3. Ensure data integrity
三、GCD的定义
简单GCD的定义有点象函数指针，差别是用 ^ 替代了函数指针的 * 号，如下所示：
// 申明变量
(void) (^loggerBlock)(void);
// 定义
loggerBlock = ^{
NSLog(@"Hello world");
};
// 调用
loggerBlock();
但是大多数时候，我们通常使用内联的方式来定义它，即将它的程序块写在调用的函数里面，例如这样：
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
// something
});
从上面可以看出，block有如下特点：
1）程序块可以在代码中以内联的方式来定义。
2）程序块可以访问在创建它的范围内的可用的变量
四、方法
1、系统提供的dispatch方法
为了方便地使用GCD，苹果提供了一些方法方便我们将block放在主线程或 后台线程执行，或者延后执行。使用的例子如下：
// 后台执行：
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
// something
});
// 主线程执行：
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
// something
});
// 一次性执行：
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
// code to be executed once
});
// 延迟2秒执行：
double delayInSeconds = 2.0;
dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, delayInSeconds * NSEC_PER_SEC);
dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^(void){
// code to be executed on the main queue after delay
});
2、方法的对应
1）线程间通信(Without GCD)
– performSelectorOnMainThread:withObject:waitUntilDone:
– performSelector:onThread:withObject:waitUntilDone:
– performSelector:withObject:afterDelay:
– performSelectorInBackground:withObject:
2）、GCD 代码，等同
a） performSelectorOnMainThread:withObject:waitUntilDone:
// 主线程执行：
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
// something
});
b）performSelector:onThread:withObject:waitUntilDone:
// waitUntilDone: NO （异步）
dispatch_async(queue, ^{
[myObject doSomething:foo withData:bar];
});
// waitUntilDone: YES （同步）
dispatch_sync(queue, ^{
[myObject doSomething:foo withData:bar];
});
c）performSelector:withObject:afterDelay://延迟delay执行：
dispatch_time_t delay;
delay = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 50000 /* 50μs */);
dispatch_after(delay, queue, ^{ [myObject doSomething:foo withData:bar];});
d）performSelectorInBackground:withObject:
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
dispatch_async(queue, ^{ [myObject doSomething:foo withData:bar];});
四、后台运行
GCD的另一个用处是可以让程序在后台较长久的运行。在没有使用GCD时，当app被按home键退出后，app仅有最多5秒钟的时候做一些保存或清理资源的工作。但是在使用GCD后，app最多有10分钟的时间在后台长久运行。这个时间可以用来做清理本地缓存，发送统计数据等工作。
五、应用举例
我们要在iphone上做一个下载网页的功能，该功能非常简单，就是在iphone上放置一个按钮，点击该按钮时，显示一个转动的圆圈，表示正在进行下载，下载完成之后，将内容加载到界面上的一个文本控件中。
1、不用GCD前
虽然功能简单，但是我们必须把下载过程放到后台线程中，否则会阻塞UI线程显示。所以，如果不用GCD,我们需要写如下3个方法：
- someClick 方法是点击按钮后的代码，可以看到我们用NSInvocationOperation建了一个后台线程，并且放到NSOperationQueue中。后台线程执行download方法。
- download 方法处理下载网页的逻辑。下载完成后用performSelectorOnMainThread执行download_completed方法。
- download_completed 进行clear up的工作，并把下载的内容显示到文本控件中。
这3个方法的代码如下：
static NSOperationQueue * queue;
- (IBAction)someClick:(id)sender {
self.indicator.hidden = NO;
[self.indicator startAnimating];
queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
NSInvocationOperation * op = [[[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(download) object:nil] autorelease];
[queue addOperation:op];
}
- (void)download {
NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://www.youdao.com"];
NSError * error;
NSString * data = [NSString stringWithContentsOfURL:url encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];
if (data != nil) {
[self performSelectorOnMainThread:@selector(download_completed:) withObject:data waitUntilDone:NO];
} else {
NSLog(@"error when download:%@", error);
[queue release];
}
}
- (void) download_completed:(NSString *) data {
NSLog(@"call back");
[self.indicator stopAnimating];
self.indicator.hidden = YES;
self.content.text = data;
[queue release];
}
可以看到，虽然 开始下载 ->下载中 -> 下载完成 这3个步骤是整个功能的三步。
但是它们却被切分成了3块。他们之间因为是3个方法，所以还需要传递数据参数。如果是复杂的应用，数据参数很可能就不象本例子中的NSString那么简单了，另外，下载可能放到Model的类中来做，而界面的控制放到View Controller层来做，这使得本来就分开的代码变得更加散落。代码的可读性大大降低。
2、使用GCD后
如果使用GCD，以上3个方法都可以放到一起，如下所示：
// 原代码块一
self.indicator.hidden = NO;
[self.indicator startAnimating];
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
// 原代码块二
NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://www.youdao.com"];
NSError * error;
NSString * data = [NSString stringWithContentsOfURL:url encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];
if (data != nil) {
// 原代码块三
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
[self.indicator stopAnimating];
self.indicator.hidden = YES;
self.content.text = data;
});
} else {
NSLog(@"error when download:%@", error);
}
});
1）首先可以看到，代码变短了。因为少了原来3个方法的定义，也少了相互之间需要传递的变量的封装。
2）另外，代码变清楚了，虽然是异步的代码，但是它们被GCD合理的整合在一起，逻辑非常清晰。如果应用上MVC模式，我们也可以将View Controller层的回调函数用GCD的方式传递给Modal层，这相比以前用@selector的方式，代码的逻辑关系会更加清楚。
六、总结
总体来说，GCD能够极大地方便开发者进行多线程编程。如果你的app不需要支持iOS4.0以下的系统，那么就应该尽量使用GCD来处理后台线程和UI线程的交互。