iOS中GCD详解

分享是每个优秀的程序员所必备的品质

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简介

GCD

• 全称是Grand Central Dispatch ：伟大的中枢调度器
• 纯C语言，提供了非常多强大的函数

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

核心概念

• 任务：执行什么操作
• 队列：用来存放任务

队列

使用dispatch_queue_create函数创建队列

// 参数1：队列名称，注意传c字符 如："RC"
// 参数2：队列的类型  DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT：并发 ,SERIAL：串行
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(NULL, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
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队列有四个优先级

     #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2   //高
     #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0  // 默认的（中）
     #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2)  // 低
     #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 后台
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补充：全局队列在整个应用程序中是默认存在的，并且对应有高、默认、低和后台优先级一共四个并发队列，使用的时候只是选择其中一个直接拿来使用。而使用create是手动创建一个新的队列。

并发队列（Concurrent Dispatch Queue）

• 可以让多个任务并发（同时）执行（自动开启多个线程同时执行任务）
• 并发功能只有在异步（dispatch_async）函数下才有效

GCD默认已经提供了全局的并发队列，供整个应用使用，可以无需手动创建 使用dispatch_get_global_queue函数获得全局的并发队列

// 参数1： 队列的优先级 dispatch_queue_priority_t
// 参数2： unsigned long flags ，此参数暂时无用，用0即可
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
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串行队列（Serial Dispatch Queue）

• 让任务一个接着一个地执行（一个任务执行完毕后，再执行下一个任务）

GCD中获得串行有2种途径

1、使用dispatch_queue_create函数创建串行队列

// 创建串行队列（队列类型传递NULL或者DISPATCH_QUEUE_SERIAL）
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("RC", NULL); 
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2、使用主队列（跟主线程相关联的队列）

• 主队列是GCD自带的一种特殊的串行队列
• 放在主队列中的任务，都会放到主线程中执行

使用dispatch_get_main_queue()获得主队列

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue()
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GCD的使用

• 1、定制任务，确定想做的事情
• 2、将任务添加到队列中，GCD会自动将队列中的任务取出，放到对应的线程中执行，任务的取出遵循队列的FIFO原则：先进先出，后进后出

1、 异步函数+并发队列 :开启多条线程，并发执行任务

- (void)asyncConcurrent{
    // 1.创建队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    NSLog(@"---satrt----");
    // 2.添加任务
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"3----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"---end----");
}
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打印：

RCGCDDemo[3650:175994] ---satrt----
RCGCDDemo[3650:175994] ---end----
RCGCDDemo[3650:176035] 2----<NSThread: 0x600002895d40>{number = 3, name = (null)}
RCGCDDemo[3650:176114] 1----<NSThread: 0x600002895c80>{number = 4, name = (null)}
RCGCDDemo[3650:176115] 3----<NSThread: 0x60000289ae80>{number = 5, name = (null)}
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注意：并不是一个任务对应开启一条线程，具体需要开启多少条线程由系统决定

2、异步函数+串行队列：开启一条线程，串行执行任务

- (void)asyncSerial{
    //1.创建队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("RC",  DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    NSLog(@"---satrt----");
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"3----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"---end----");
}
复制代码

打印：

RCGCDDemo[3765:181439] ---satrt----
RCGCDDemo[3765:181439] ---end----
RCGCDDemo[3765:181473] 1----<NSThread: 0x600001013740>{number = 3, name = (null)}
RCGCDDemo[3765:181473] 2----<NSThread: 0x600001013740>{number = 3, name = (null)}
RCGCDDemo[3765:181473] 3----<NSThread: 0x600001013740>{number = 3, name = (null)}
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3、同步函数+并发队列：不开线程，串行执行任务

-(void)syncConcurrent{
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(NULL, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    NSLog(@"---start---");
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"3----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"---end----");
}
复制代码

打印：

RCGCDDemo[3825:184734] ---start---
RCGCDDemo[3825:184734] 1----<NSThread: 0x600000c19400>{number = 1, name = main}
RCGCDDemo[3825:184734] 2----<NSThread: 0x600000c19400>{number = 1, name = main}
RCGCDDemo[3825:184734] 3----<NSThread: 0x600000c19400>{number = 1, name = main}
RCGCDDemo[3825:184734] ---end----
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4、同步函数+串行队列：不开线程，串行执行任务

-(void)syncSerial{
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(NULL, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    NSLog(@"---start---");
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"3----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"---end----");
}
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打印：

RCGCDDemo[3909:189316] ---start---
RCGCDDemo[3909:189316] 1----<NSThread: 0x600003644fc0>{number = 1, name = main}
RCGCDDemo[3909:189316] 2----<NSThread: 0x600003644fc0>{number = 1, name = main}
RCGCDDemo[3909:189316] 3----<NSThread: 0x600003644fc0>{number = 1, name = main}
RCGCDDemo[3909:189316] ---end----
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5、异步函数+主队列：不开线程，在主线程中串行执行任务

//异步函数+主队列
-(void)asyncMain{
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    NSLog(@"---start---");
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"3----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"---end----");
}
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打印：

RCGCDDemo[4050:195922] ---start---
RCGCDDemo[4050:195922] ---end----
RCGCDDemo[4050:195922] 1----<NSThread: 0x6000013ead80>{number = 1, name = main}
RCGCDDemo[4050:195922] 2----<NSThread: 0x6000013ead80>{number = 1, name = main}
RCGCDDemo[4050:195922] 3----<NSThread: 0x6000013ead80>{number = 1, name = main}
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6、同步函数+主队列：不开线程，串行执行任务（注意死锁发生）

注意：该方法在主线程中执行发生死锁；该方法在子线程中执行,那么所有的任务在主线程中执行。

-(void)syncMain{
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    NSLog(@"start----");
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"3----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"end---");
}
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在主线程中执行-(void)syncMain方法，会因为相互等待而发生死锁，程序崩溃！ 如果在主线程执行该方法，该任务1、2、3因为加入了主队列所以也会在主线程中执行。当执行到任务1的时候，因为当前主线程正在等待任务1、2、3执行结束，才会再执行其他任务，这就造成了任务1等待-(void)syncMain方法执行结束，而-(void)syncMain需要方法里面的所以任务执行完毕才会结束（需要任务1、2、3执行完毕），-(void)syncMain和任务1相互等待造成死锁！！！

在子线程中执行的打印：

RCGCDDemo[4104:198438] start----
RCGCDDemo[4104:198392] 1----<NSThread: 0x600001f2c700>{number = 1, name = main}
RCGCDDemo[4104:198392] 2----<NSThread: 0x600001f2c700>{number = 1, name = main}
RCGCDDemo[4104:198392] 3----<NSThread: 0x600001f2c700>{number = 1, name = main}
RCGCDDemo[4104:198438] end---
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GCD线程间通信

以在子线程下载，主线程显示为例

- (void)laodImg{
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        // 下载图片操作
        dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
            // 显示图片
        });
    });
}
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GCD常用函数

延迟函数

- (void)afterDelay{
    //1. 延迟执行的第一种方法
    //[self performSelector:@selector(task) withObject:nil afterDelay:1.0];
    
    //2.延迟执行的第二种方法
    //[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(task) userInfo:nil repeats:YES];
   
    //3.GCD
    /* 参数1: DISPATCH_TIME_NOW 从现在开始计算时间
     * 参数2: 延迟的时间 1.0 GCD时间单位:纳秒
     * 参数3: 队列
     */
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1.0 * NSEC_PER_SEC)), queue, ^{
        // 
    });
}
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栅栏函数（控制任务的执行顺序）

有两个函数：dispatch_barrier_async和dispatch_barrier_sync

注意：官方说明在使用栅栏函数时,使用自定义队列才有意义,如果用的是串行队列或者系统提供的全局并发队列,这个栅栏函数的作用等同于一个同步函数

• dispatch_barrier_async

代码：

- (void)barrierAsync{
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(NULL, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    NSLog(@"---satrt----");
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_barrier_async(queue, ^{
        NSLog(@"3----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"4----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"---end----");
}
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打印：

RCGCDDemo[4559:227700] ---satrt----
RCGCDDemo[4559:227700] ---end----
RCGCDDemo[4559:230128] 2----<NSThread: 0x600002f5f0c0>{number = 8, name = (null)}
RCGCDDemo[4559:228512] 1----<NSThread: 0x600002f5e840>{number = 5, name = (null)}
RCGCDDemo[4559:228512] 3----<NSThread: 0x600002f5e840>{number = 5, name = (null)}
RCGCDDemo[4559:228512] 4----<NSThread: 0x600002f5e840>{number = 5, name = (null)}
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可得：

• barrier前面的任务都是并发执行的
• 执行到barrier时，不用执行完barrier，就可以将后面的任务插入到队列中，但是仍然需要执行完barrier，才会执行后面的任务。

• dispatch_barrier_sync

- (void)barrierSync{
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(NULL, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    NSLog(@"---satrt----");
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_barrier_sync(queue, ^{
        NSLog(@"3----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"4----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"---end----");
}
复制代码

打印：

RCGCDDemo[4653:234416] ---satrt----
RCGCDDemo[4653:234775] 1----<NSThread: 0x600001783580>{number = 5, name = (null)}
RCGCDDemo[4653:235167] 2----<NSThread: 0x60000178e6c0>{number = 8, name = (null)}
RCGCDDemo[4653:234416] 3----<NSThread: 0x6000017d1400>{number = 1, name = main}
RCGCDDemo[4653:234416] ---end----
RCGCDDemo[4653:235167] 4----<NSThread: 0x60000178e6c0>{number = 8, name = (null)}
复制代码

可得：

• 同样，barrier前面的任务都是并发执行的
• 运行到barrier时，必须等到barrier执行结束后才会将后面的任务插入到队列中，继续执行。

一次性代码

注意：不能放到懒加载，主要用于单例类 ： iOS单例类详解

快速迭代

开多个线程并发完成迭代操作

- (void)applyTest{
    // 开子线程和主线程一起完成遍历任务,任务的执行时并发的
    /*
     参数1: 遍历的次数
     参数2: 队列(并发队列)
     参数3: index 索引
     */
    dispatch_apply(5, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^(size_t index) {
        //添加耗时操作，效果更明显
        for(NSInteger i=0;i<100000;i++){
        }
        NSLog(@"%zd---%@",index,[NSThread currentThread]);
    });
}
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打印：

RCGCDDemo[4969:248588] 0---<NSThread: 0x600002fd5140>{number = 1, name = main}
RCGCDDemo[4969:248654] 2---<NSThread: 0x600002f872c0>{number = 3, name = (null)}
RCGCDDemo[4969:248652] 1---<NSThread: 0x600002f87080>{number = 4, name = (null)}
RCGCDDemo[4969:248655] 3---<NSThread: 0x600002f87280>{number = 5, name = (null)}
RCGCDDemo[4969:248588] 4---<NSThread: 0x600002fd5140>{number = 1, name = main}
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队列组

作用与栅栏函数相似：当队列组中所有的任务都执行完毕的时候，会发出通知 dispatch_group_t group = dispatch_group_create(); 创建创建队列组， dispatch_group_notify 拦截队列组中所有任务完成的通知 代码：

- (void)groupTest{
    // 1.创建队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    // 2.创建队列组
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    NSLog(@"---satrt----");
    // 3. 添加任务，并监听任务的执行情况,通知group
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        NSLog(@"3----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    //拦截通知,当队列组中所有的任务都执行完毕的时候回进入到下面的方法
    dispatch_group_notify(group, queue, ^{
        NSLog(@"-------come,baby");
    });
    NSLog(@"---end----");
}
复制代码

打印：

RCGCDDemo[934:25071] ---satrt----
RCGCDDemo[934:25071] ---end----
RCGCDDemo[934:25126] 1----<NSThread: 0x600003ec8640>{number = 5, name = (null)}
RCGCDDemo[934:25125] 3----<NSThread: 0x600003ecc800>{number = 4, name = (null)}
RCGCDDemo[934:25124] 2----<NSThread: 0x600003ec8740>{number = 6, name = (null)}
RCGCDDemo[934:25124] -------come,baby
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可知：使用dispatch_group_notify是可以监听队列组中的异步函数执行情况，并且本身也是异步执行的，不会阻塞线程。

还可以使用dispatch_group_enter 和dispatch_group_leave来达到相同的功能。dispatch_group_enter可以使得后面的异步任务会被纳入到队列组的监听范围,进入群组，两个方法必须要配对使用 代码：

- (void)groupTest2{
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    NSLog(@"---satrt----");
    
    //后面的异步任务会被纳入到队列组的监听范围
    dispatch_group_enter(group);
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"1----%@",[NSThread currentThread]);
        //离开群组
        dispatch_group_leave(group);
    });
    
    dispatch_group_enter(group);
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"2----%@",[NSThread currentThread]);
        dispatch_group_leave(group);
    });
    
    dispatch_group_enter(group);
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"3----%@",[NSThread currentThread]);
        dispatch_group_leave(group);
    });
    
    //拦截通知,当队列组中所有的任务都执行完毕的时候回进入到下面的方法
    dispatch_group_notify(group, queue, ^{
        NSLog(@"-------come,baby");
    });
    NSLog(@"---end----");
}
复制代码

打印：

RCGCDDemo[993:28534] ---satrt----
RCGCDDemo[993:28534] ---end----
RCGCDDemo[993:28621] 1----<NSThread: 0x6000002af600>{number = 3, name = (null)}
RCGCDDemo[993:28868] 3----<NSThread: 0x6000002afbc0>{number = 5, name = (null)}
RCGCDDemo[993:28867] 2----<NSThread: 0x6000002a2340>{number = 4, name = (null)}
RCGCDDemo[993:28867] -------come,baby
复制代码

还可以使用dispatch_group_wait来监听队列组中任务的执行情况，本身是阻塞的，直到队列组中所有的任务执行结束后才会执行后面方法。

// 代码同上
// 阻塞的 直到队列组中所有的任务都执行完毕之后才能执行
dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
NSLog(@"---end----");
复制代码

打印：

RCGCDDemo[1054:32183] ---satrt----
RCGCDDemo[1054:32242] 1----<NSThread: 0x600000f5f480>{number = 3, name = (null)}
RCGCDDemo[1054:32241] 3----<NSThread: 0x600000f5f780>{number = 6, name = (null)}
RCGCDDemo[1054:32240] 2----<NSThread: 0x600000f5f300>{number = 4, name = (null)}
RCGCDDemo[1054:32183] ---end----
复制代码

可知：等任务1、2、3全部执行完毕后，才会打印后面的 “end”。

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个人浅见，有误的地方欢迎指正