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一.GCD簡介

GCD(Grand Central Dispatch) 是iOS系統一套多線程操作API。字面意思既是宏觀全局派發。相比于其他多線程API,GCD操作簡單，功能強大，且會自動充分利用系統硬件資源。操作簡單是因為我們無需管理線程，只需定義想要執行的任務,然后添加到適當的調度隊列(dispatch queue)。GCD會負責創建線程和調度任務，由系統直接提供線程管理。功能強大是指系統封裝好了很多C函數，調用這些C函數就可以實現線程操作中的絕大多數功能。
GCD里很重要的一個概念是隊列queue,隊列是一種里面的元素按先進先出規則的線性結構。我們可以把任務(往往都是block)往隊列里添加，系統會自動去隊里里取出任務，然后根據當前的隊列是并行隊列還是串行隊列，響應的去分配到線程執行。
隊列相當于我們與系統交互的媒介，我們把任務往隊列里扔，系統去隊列里取出任務，開辟線程，分配任務。隊列有并行隊列與串行隊列之分，不同隊列有不同表現形式。

二.并行串行、同步異步介紹

學習GCD,首先要明白兩組概念，并行和串行、同步與異步
并行和串行比較好理解，按字面意思，并行指的并發執行，也就是開辟多個線程同時去執行隊列里任務，串行的表現形式就是添加到隊列里的任務會同時執行，因此后添加進隊列的任務可能會先完成，而先添加進隊列的任務不一定就先完成，串行則是指隊里中的任務嚴格按照添加進隊列的順序先后執行。
同步異步主要是指是否阻塞當前代碼執行，等待隊列里的任務都執行完才可以繼續執行。同步執行會先執行隊列里的任務，執行完后等待dispatch_sync函數返回才能繼續執行下面操作，異步執行不需要等待隊列任務執行完成，將任務添加到隊列后,dispatch_sync函數馬上返回，繼續執行下面操作，同時另外開辟新線程去執行隊列里的任務。同步執行時候系統會盡量做到不開辟新線程，只在當前線程里執行隊列中的任務。

三.GCD使用

使用GCD很簡單，兩步即可完成，
1.首先創建隊列，
2.然后將任務放到隊列里。

1.創建隊列

創建隊列可以使用dispatch_queue_create來創建隊列，需要傳入兩個參數，第一個參數表示隊列的唯一標識符，用于唯一標志隊列，可以為空；第二個參數用來識別是串行隊列還是并行隊列。DISPATCH_QUEUE_SERIAL表示串行隊列，DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT表示并行隊列。默認NULL表示串行隊列。

// 串行隊列的創建方法 dispatch_queue_t queue= dispatch_queue_create("test.queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL); 
// 并行隊列的創建方法 dispatch_queue_t queue= dispatch_queue_create("test.queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT

系統為了方便開發使用，已經定義好了一個全局并發隊列，dispatch_get_global_queue,創建時候有兩個參數，第一個參數表示隊列優先級，一般用默認優先級DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT。第二個參數由系統預留做以后使用，現在沒用，可以先用0表示。

2.向隊列里分配任務，任務以block的形式被添加到隊列中

使用同步或者異步兩種方式分配任務

// 同步執行任務創建方法 dispatch_sync(queue, ^{ NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]); // 所需要執行的任務 });
// 異步執行任務創建方法 dispatch_async(queue, ^{ NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]); // 所需要執行的任務 });

其中，任務既可以是臨時聲明的block，也可以是提前定義好的block。
這個block是dispatch_async和dispatch_sync的參數

@interface ViewController ()

@property (nonatomic, copy) dispatch_block_t block;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    //定義隊列里需要執行的block,即任務
    _block = ^(){
    
        for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
            
            NSLog(@"%d-------%@",i,[NSThread currentThread]);
        }
        
    };
    
    //創建隊列  并行隊列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("test.queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    //異步執行創建好的隊列
    dispatch_async(queue,_block);

    NSLog(@"等不等我");
}

運行結果如下

2017-09-13 00:12:13.995 GCD[1148:97167] 等不等我
2017-09-13 00:12:13.995 GCD[1148:97384] 0-------<NSThread: 0x600000265400>{number = 3, name = (null)}
2017-09-13 00:12:13.997 GCD[1148:97384] 1-------<NSThread: 0x600000265400>{number = 3, name = (null)}
2017-09-13 00:12:13.998 GCD[1148:97384] 2-------<NSThread: 0x600000265400>{number = 3, name = (null)}
2017-09-13 00:12:13.998 GCD[1148:97384] 3-------<NSThread: 0x600000265400>{number = 3, name = (null)}
2017-09-13 00:12:13.999 GCD[1148:97384] 4-------<NSThread: 0x600000265400>{number = 3, name = (null)}
2017-09-13 00:12:13.999 GCD[1148:97384] 5-------<NSThread: 0x600000265400>{number = 3, name = (null)}
2017-09-13 00:12:13.999 GCD[1148:97384] 6-------<NSThread: 0x600000265400>{number = 3, name = (null)}
2017-09-13 00:12:14.000 GCD[1148:97384] 7-------<NSThread: 0x600000265400>{number = 3, name = (null)}
2017-09-13 00:12:14.000 GCD[1148:97384] 8-------<NSThread: 0x600000265400>{number = 3, name = (null)}
2017-09-13 00:12:14.003 GCD[1148:97384] 9-------<NSThread: 0x600000265400>{number = 3, name = (null)}

可以看到使用符合dispatch_block_t 形式的block都可以往隊列里去添加，而dispatch_block_t的類型如下圖所示

dispatch_block_t類型.png

可以看到，它就是一個參數與返回值都為空的block。

3.四種情況

兩種隊列和兩種執行方式組合起來有四種效果，分別是同步并行同步串行異步并行和異步串行，
四種方式分別有不同的效果。在這寫條件里，執行方式起主導作用，也就是同步和異步執行起決定因素。

1)同步并行

- (IBAction)syncconcurrence:(id)sender {
    
    NSLog(@"開始");
    
    //創建并行隊列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    //向隊列中添加任務一
    dispatch_sync(queue, _block);
    
    //向隊列中添加任務二
    dispatch_sync(queue, _block);
    
    //向隊列中添加任務三
    dispatch_sync(queue, _block);
    
    NSLog(@"等不等我");
}

運行效果如下

2017-09-13 00:25:32.730 GCD[1181:107620] 開始
2017-09-13 00:25:32.731 GCD[1181:107620] 0-------<NSThread: 0x60000007b980>{number = 1, name = main}
2017-09-13 00:25:32.731 GCD[1181:107620] 1-------<NSThread: 0x60000007b980>{number = 1, name = main}
2017-09-13 00:25:32.731 GCD[1181:107620] 0-------<NSThread: 0x60000007b980>{number = 1, name = main}
2017-09-13 00:25:32.731 GCD[1181:107620] 1-------<NSThread: 0x60000007b980>{number = 1, name = main}
2017-09-13 00:25:32.732 GCD[1181:107620] 0-------<NSThread: 0x60000007b980>{number = 1, name = main}
2017-09-13 00:25:32.732 GCD[1181:107620] 1-------<NSThread: 0x60000007b980>{number = 1, name = main}
2017-09-13 00:25:32.733 GCD[1181:107620] 等不等我

可以看到結果是按添加到隊列里的順序，依次在主線程執行。
同步意味著阻塞，等隊列里的任務執行完才能繼續往下執行NSLog(@"等不等我")這句代碼，并且不會開辟新線程，盡量在原有線程里執行隊列里的任務，雖然隊列是并發隊列，隊列想要系統去開辟多個線程去執行，但是前面的執行方式已經限定，系統不能開辟新線程，只能在原有線程里面去執行隊列里的任務，結果跟單線程一樣，所以最終結果是依次執行隊列里的任務。

2)同步串行

//同步串行
- (IBAction)syncseria:(id)sender {
    
    NSLog(@"開始");
    
    //創建并行隊列 這里使用NULL缺省表示創建串行隊列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queue", NULL);
    
    //向隊列中添加任務一
    dispatch_sync(queue, _block);
    
    //向隊列中添加任務二
    dispatch_sync(queue, _block);
    
    //向隊列中添加任務三
    dispatch_sync(queue, _block);
    
    NSLog(@"等不等我");

}

運行結果如下

2017-09-13 00:29:42.657 GCD[1196:110692] 開始
2017-09-13 00:29:42.657 GCD[1196:110692] 0-------<NSThread: 0x60800007f180>{number = 1, name = main}
2017-09-13 00:29:42.657 GCD[1196:110692] 1-------<NSThread: 0x60800007f180>{number = 1, name = main}
2017-09-13 00:29:42.658 GCD[1196:110692] 0-------<NSThread: 0x60800007f180>{number = 1, name = main}
2017-09-13 00:29:42.659 GCD[1196:110692] 1-------<NSThread: 0x60800007f180>{number = 1, name = main}
2017-09-13 00:29:42.659 GCD[1196:110692] 0-------<NSThread: 0x60800007f180>{number = 1, name = main}
2017-09-13 00:29:42.660 GCD[1196:110692] 1-------<NSThread: 0x60800007f180>{number = 1, name = main}
2017-09-13 00:29:42.660 GCD[1196:110692] 等不等我

同步的意義同上，串行意味著按添加到隊列里的順序去執行隊列里的任務，所以該組合效果與上面的效果是相同的。

3)異步并行

//異步并行
- (IBAction)asyncconcurrence:(id)sender {
    
    
    NSLog(@"開始");
    
    //創建并行隊列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    //向隊列中添加任務一
    dispatch_async(queue, _block);
    
    //向隊列中添加任務二
    dispatch_async(queue, _block);
    
    //向隊列中添加任務三
    dispatch_async(queue, _block);
    
    NSLog(@"等不等我");

    
}

2017-09-13 00:53:26.554 GCD[1251:127458] 開始
2017-09-13 00:53:26.554 GCD[1251:127458] 等不等我
2017-09-13 00:53:26.554 GCD[1251:128289] 0-------<NSThread: 0x60800026e6c0>{number = 4, name = (null)}
2017-09-13 00:53:26.554 GCD[1251:128296] 0-------<NSThread: 0x600000079c80>{number = 5, name = (null)}
2017-09-13 00:53:26.554 GCD[1251:128297] 0-------<NSThread: 0x60800026da00>{number = 6, name = (null)}
2017-09-13 00:53:26.557 GCD[1251:128289] 1-------<NSThread: 0x60800026e6c0>{number = 4, name = (null)}
2017-09-13 00:53:26.558 GCD[1251:128296] 1-------<NSThread: 0x600000079c80>{number = 5, name = (null)}
2017-09-13 00:53:26.559 GCD[1251:128297] 1-------<NSThread: 0x60800026da00>{number = 6, name = (null)}

異步并行執行不會阻塞當前代碼執行，系統將任務都添加到隊列后馬上繼續執行下面的代碼，由系統去隊列里取出任務，然后開辟數個線程（線程數量不確定，由系統決定）去執行隊列里的任務。

4)異步串行

//異步串行
- (IBAction)asyncseria:(id)sender {
    

    NSLog(@"開始");
    
    //創建串行隊列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queue", NULL);
    
    //向隊列中添加任務一
    dispatch_async(queue, _block);
    
    //向隊列中添加任務二
    dispatch_async(queue, _block);
    
    //向隊列中添加任務三
    dispatch_async(queue, _block);
    
    NSLog(@"等不等我");

    
}

運行效果如下

2017-09-13 00:53:44.740 GCD[1251:127458] 開始
2017-09-13 00:53:44.740 GCD[1251:127458] 等不等我
2017-09-13 00:53:44.741 GCD[1251:128663] 0-------<NSThread: 0x60800026cfc0>{number = 7, name = (null)}
2017-09-13 00:53:44.741 GCD[1251:128663] 1-------<NSThread: 0x60800026cfc0>{number = 7, name = (null)}
2017-09-13 00:53:44.742 GCD[1251:128663] 0-------<NSThread: 0x60800026cfc0>{number = 7, name = (null)}
2017-09-13 00:53:44.743 GCD[1251:128663] 1-------<NSThread: 0x60800026cfc0>{number = 7, name = (null)}
2017-09-13 00:53:44.743 GCD[1251:128663] 0-------<NSThread: 0x60800026cfc0>{number = 7, name = (null)}
2017-09-13 00:53:44.743 GCD[1251:128663] 1-------<NSThread: 0x60800026cfc0>{number = 7, name = (null)}

與異步并行的相同點是都不會阻塞當前的代碼執行，系統將任務都添加到隊列后馬上繼續執行下面的代碼，由系統去隊里里取出任務，開辟新線程去執行隊列里的任務。區別是串行執行時候，隊列里的任務只能按順序依次執行，所以系統僅僅開辟一個新線程就可以完成任務。

四種組合，在實際開發中應當如何選取？
同步方式使用較少，因為同步方式會阻塞當前線程，并且按順序執行隊列任務，這樣的效果跟沒有使用隊列的情況下并沒有什么差別，同步執行也不會開辟新線程，使用意義不是很大。
異步使用場景較多，尤其是涉及到耗時操作，比如網絡請求。在發出網絡請求時候，我們肯定不能讓主線程等待網絡請求結果返回在繼續執行，因此，這里要用異步dispatch_async請求。

串行隊列

    //創建并行隊列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queue", NULL);
    
    
    dispatch_async(queue, ^{
       
        //獲取開始執行任務的相對時間  注意這個單位是納秒
        uint64_t timeStrat = mach_absolute_time();
        NSLog(@"%llu",timeStrat);
        
        //模擬網絡請求 2秒后完成
        sleep(2);
        NSLog(@"已完成任務1");
        
        //回到主隊列 也就是主線程里進行UI操作
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            
            self.view.backgroundColor = [UIColor redColor];
        });
        
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        
        //模擬網絡請求 2秒后完成
        sleep(2);
        NSLog(@"已完成任務2");
        
        //回到主隊列 也就是主線程里進行UI操作
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            
            self.view.backgroundColor = [UIColor greenColor];
        });
        
    });

    dispatch_async(queue, ^{
        
        //模擬網絡請求 2秒后完成
        sleep(2);
        NSLog(@"已完成任務3");
        
        //回到主隊列 也就是主線程里進行UI操作
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            
            self.view.backgroundColor = [UIColor purpleColor];
        });
        
        //獲取結束任務的相對時間 注意這個單位是納秒
        uint64_t timeEnd = mach_absolute_time();
        NSLog(@"%llu",timeEnd);
    });

執行結果如下：

2017-09-13 15:58:25.534 GCD[3052:231602] 24762306847072
2017-09-13 15:58:27.536 GCD[3052:231602] 已完成任務1
2017-09-13 15:58:29.537 GCD[3052:231602] 已完成任務2
2017-09-13 15:58:31.541 GCD[3052:231602] 已完成任務3
2017-09-13 15:58:31.541 GCD[3052:231602] 24768313894166

可以看到串行隊列會按任務的添加順序依次執行。每個任務會耗時2秒，完成隊列所有任務要花費的時間約為6秒。

并行隊列

僅需要把創建隊列時候的第二個參數設置為DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT即可

//創建并行隊列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    
    dispatch_async(queue, ^{
       
        //模擬網絡請求 2秒后完成
        sleep(2);
        NSLog(@"已完成任務1");
        
        //回到主隊列 也就是主線程里進行UI操作
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            
            self.view.backgroundColor = [UIColor redColor];
        });
        
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        
        //模擬網絡請求 2秒后完成
        sleep(2);
        NSLog(@"已完成任務2");
        
        //回到主隊列 也就是主線程里進行UI操作
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            
            self.view.backgroundColor = [UIColor greenColor];
        });
        
    });

    dispatch_async(queue, ^{
        
        //模擬網絡請求 2秒后完成
        sleep(2);
        NSLog(@"已完成任務3");
        
        //回到主隊列 也就是主線程里進行UI操作
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            
            self.view.backgroundColor = [UIColor purpleColor];
        });
        
    });

執行效果如下

2017-09-13 15:51:43.429 GCD[3022:227333] 已完成任務2
2017-09-13 15:51:43.429 GCD[3022:227326] 已完成任務1
2017-09-13 15:51:43.429 GCD[3022:227332] 已完成任務3

可以看到并行不一定會按任務添加順序執行，完全由系統取出任務，分配到不同線程去執行，所以先后順序也會不同。

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iOS多線程之GCD使用

iOS多線程之GCD使用

一.GCD簡介

二.并行串行、同步異步介紹

三.GCD使用

1.創建隊列

2.向隊列里分配任務，任務以block的形式被添加到隊列中

3.四種情況

1)同步并行

2)同步串行

3)異步并行

4)異步串行

串行隊列

并行隊列

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三.GCD使用

1.創建隊列

2.向隊列里分配任務，任務以block的形式被添加到隊列中

3.四種情況

1)同步并行

2)同步串行

3)異步并行

4)異步串行

串行隊列

并行隊列

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