1.隊(duì)列

• 串行隊(duì)列，串行隊(duì)列將任務(wù)以先進(jìn)先出(FIFO)的順序來(lái)執(zhí)行，所以串行隊(duì)列經(jīng)常用來(lái)做訪問(wèn)某些特定資源的同步處理。你可以也根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建多個(gè)隊(duì)列，而這些隊(duì)列相對(duì)其他隊(duì)列都是并發(fā)執(zhí)行的。換句話說(shuō)，如果你創(chuàng)建了4個(gè)串行隊(duì)列，每一個(gè)隊(duì)列在同一時(shí)間都只執(zhí)行一個(gè)任務(wù)，對(duì)這四個(gè)任務(wù)來(lái)說(shuō)，他們是相互獨(dú)立且并發(fā)執(zhí)行的。如果需要?jiǎng)?chuàng)建串行隊(duì)列，一般用dispatch_queue_create這個(gè)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，并指定隊(duì)列類型DISPATCH_QUEUE_SERIAL。

• 并發(fā)隊(duì)列，并發(fā)隊(duì)列雖然是能同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)，但這些任務(wù)仍然是按照先到先執(zhí)行(FIFO)的順序來(lái)執(zhí)行的。并發(fā)隊(duì)列會(huì)基于系統(tǒng)負(fù)載來(lái)合適地選擇并發(fā)執(zhí)行這些任務(wù)。并發(fā)隊(duì)列一般指的就是全局隊(duì)列(Global queue)，進(jìn)程中存在四個(gè)全局隊(duì)列：高、中(默認(rèn))、低、后臺(tái)四個(gè)優(yōu)先級(jí)隊(duì)列，可以調(diào)用dispatch_get_global_queue函數(shù)傳入優(yōu)先級(jí)來(lái)訪問(wèn)隊(duì)列。當(dāng)然我們也可以用dispatch_queue_create，并指定隊(duì)列類型DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT，來(lái)自己創(chuàng)建一個(gè)并發(fā)隊(duì)列。

• 主隊(duì)列，與主線程功能相同。實(shí)際上，提交至main queue的任務(wù)會(huì)在主線程中執(zhí)行。main queue可以調(diào)用dispatch_get_main_queue()來(lái)獲得。因?yàn)閙ain queue是與主線程相關(guān)的，所以這是一個(gè)串行隊(duì)列。和其它串行隊(duì)列一樣，這個(gè)隊(duì)列中的任務(wù)一次只能執(zhí)行一個(gè)。它能保證所有的任務(wù)都在主線程執(zhí)行，而主線程是唯一可用于更新 UI 的線程。

2.任務(wù)

• 同步任務(wù)，使用dispatch_sync將任務(wù)加入隊(duì)列。將同步任務(wù)加入串行隊(duì)列，會(huì)順序執(zhí)行，一般不這樣做并且在一個(gè)任務(wù)未結(jié)束時(shí)調(diào)起其它同步任務(wù)會(huì)死鎖。將同步任務(wù)加入并行隊(duì)列，會(huì)順序執(zhí)行，但是也沒(méi)什么意義。

• 異步任務(wù)，使用dispatch_async將任務(wù)加入隊(duì)列。將異步任務(wù)加入串行隊(duì)列，會(huì)順序執(zhí)行，并且不會(huì)出現(xiàn)死鎖問(wèn)題。將異步任務(wù)加入并行隊(duì)列，會(huì)并行執(zhí)行多個(gè)任務(wù)，這也是我們最常用的一種方式。

3.GCD常見(jiàn)的用法和應(yīng)用場(chǎng)景

3.1 dispatch_async（常見(jiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景是異步處理耗時(shí)的操作，然后耗時(shí)操作處理完畢后，使用主線程更新UI）

dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_async(globalQueue, ^{
    // 一個(gè)異步的任務(wù)，例如網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，耗時(shí)的文件操作等等
    ...
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        // UI刷新
        ...
    });
});

3.2 dispatch_after (常用的應(yīng)用場(chǎng)景是延時(shí)調(diào)用)

dispatch_queue_t queue= dispatch_get_main_queue();
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(5.0 * NSEC_PER_SEC)), queue, ^{
    // 在queue里面延遲執(zhí)行的一段代碼
    ...
});

3.3 dispatch_once (常用于單例的創(chuàng)建，只創(chuàng)建一次)

static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
    // 只執(zhí)行一次的任務(wù)
    ...
});

3.4 dispatch_group (GCD組，把一組任務(wù)提交到隊(duì)列中，多個(gè)請(qǐng)求完畢后才處理事情，如多個(gè)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求完畢會(huì)，才去更新UI)

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

dispatch_group_async(group, queue, ^{
    // 異步任務(wù)1
});

dispatch_group_async(group, queue, ^{
    // 異步任務(wù)2
});

// 等待group中多個(gè)異步任務(wù)執(zhí)行完畢，做一些事情，介紹兩種方式

// 方式1（不好，會(huì)卡住當(dāng)前線程）
dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
...

// 方式2（比較好）
dispatch_group_notify(group, mainQueue, ^{
    // 任務(wù)完成后，在主隊(duì)列中做一些操作
    ...
});

3.5 dispatch_barrier_async(和dispatch_group類似，dispatch_barrier也是異步任務(wù)間的一種同步方式，可以在比如文件的讀寫操作時(shí)使用，保證讀操作的準(zhǔn)確性。另外，有一點(diǎn)需要注意，dispatch_barrier_sync和dispatch_barrier_async只在自己創(chuàng)建的并發(fā)隊(duì)列上有效，在全局(Global)并發(fā)隊(duì)列、串行隊(duì)列上，效果跟dispatch_(a)sync效果一樣)

// dispatch_barrier_async的作用可以用一個(gè)詞概括－－承上啟下，它保證此前的任務(wù)都先于自己執(zhí)行，此后的任務(wù)也遲于自己執(zhí)行。本例中，任務(wù)4會(huì)在任務(wù)1、2、3都執(zhí)行完之后執(zhí)行，而任務(wù)5、6會(huì)等待任務(wù)4執(zhí)行完后執(zhí)行。

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(queue, ^{
    // 任務(wù)1
    ...
});
dispatch_async(queue, ^{
    // 任務(wù)2
    ...
});
dispatch_async(queue, ^{
    // 任務(wù)3
    ...
});
dispatch_barrier_async(queue, ^{
    // 任務(wù)4
    ...
});
dispatch_async(queue, ^{
    // 任務(wù)5
    ...
});
dispatch_async(queue, ^{
    // 任務(wù)6
    ...
});

3.6 dispatch_apply(dispatch_apply有什么用呢，因?yàn)閐ispatch_apply并行的運(yùn)行機(jī)制，效率一般快于for循環(huán)的類串行機(jī)制（在for一次循環(huán)中的處理任務(wù)很多時(shí)差距比較大）。比如這可以用來(lái)拉取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)后提前算出各個(gè)控件的大小，防止繪制時(shí)計(jì)算，提高表單滑動(dòng)流暢性，如果用for循環(huán)，耗時(shí)較多，并且每個(gè)表單的數(shù)據(jù)沒(méi)有依賴關(guān)系，所以用dispatch_apply比較好)

// for循環(huán)做一些事情，輸出0123456789
for (int i = 0; i < 10; i ++) {
    NSLog(@"%d", i);
}

// dispatch_apply替換（當(dāng)且僅當(dāng)處理順序?qū)μ幚斫Y(jié)果無(wú)影響環(huán)境），輸出順序不定，比如1098673452
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
/*! dispatch_apply函數(shù)說(shuō)明
*
*  @brief  dispatch_apply函數(shù)是dispatch_sync函數(shù)和Dispatch Group的關(guān)聯(lián)API
*         該函數(shù)按指定的次數(shù)將指定的Block追加到指定的Dispatch Queue中,并等到全部的處理執(zhí)行結(jié)束
*
*  @param 10    指定重復(fù)次數(shù)  指定10次
*  @param queue 追加對(duì)象的Dispatch Queue
*  @param index 帶有參數(shù)的Block, index的作用是為了按執(zhí)行的順序區(qū)分各個(gè)Block
*
*/
dispatch_apply(10, queue, ^(size_t index) {
    NSLog(@"%zu", index);
});

3.7 dispatch_suspend和dispatch_resume(隊(duì)列的暫停和恢復(fù)，已添加到隊(duì)列中沒(méi)有執(zhí)行的任務(wù)不會(huì)執(zhí)行，直至等到線程恢復(fù)才會(huì)繼續(xù)執(zhí)行)

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
dispatch_suspend(queue); //暫停隊(duì)列queue
dispatch_resume(queue);  //恢復(fù)隊(duì)列queue

3.8 dispatch_semaphore_signal

dispatch_semaphore 信號(hào)量基于計(jì)數(shù)器的一種多線程同步機(jī)制。在多個(gè)線程訪問(wèn)共有資源時(shí)候，會(huì)因?yàn)槎嗑€程的特性而引發(fā)數(shù)據(jù)出錯(cuò)的問(wèn)題。

// dispatch_semaphore_signal有兩類用法：a、解決同步問(wèn)題；b、解決有限資源訪問(wèn)（資源為1，即互斥）問(wèn)題。
// dispatch_semaphore_wait，若semaphore計(jì)數(shù)為0則等待，大于0則使其減1。
// dispatch_semaphore_signal使semaphore計(jì)數(shù)加1。

// a、同步問(wèn)題：輸出肯定為1、2、3。
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_semaphore_t semaphore1 = dispatch_semaphore_create(1);
dispatch_semaphore_t semaphore2 = dispatch_semaphore_create(0);
dispatch_semaphore_t semaphore3 = dispatch_semaphore_create(0);

dispatch_async(queue, ^{
    // 任務(wù)1
    dispatch_semaphore_wait(semaphore1, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"1\n");
    dispatch_semaphore_signal(semaphore2);
    dispatch_semaphore_signal(semaphore1);
});

dispatch_async(queue, ^{
    // 任務(wù)2
    dispatch_semaphore_wait(semaphore2, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"2\n");
    dispatch_semaphore_signal(semaphore3);
    dispatch_semaphore_signal(semaphore2);
});

dispatch_async(queue, ^{
    // 任務(wù)3
    dispatch_semaphore_wait(semaphore3, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"3\n");
    dispatch_semaphore_signal(semaphore3);
});

// b、有限資源訪問(wèn)問(wèn)題:for循環(huán)看似能創(chuàng)建100個(gè)異步任務(wù)，實(shí)質(zhì)由于信號(hào)限制，最多創(chuàng)建10個(gè)異步任務(wù)。
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(10);
for (int i = 0; i < 100; i ++) {
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    dispatch_async(queue, ^{
    // 任務(wù)
    ...
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);
    });
}

dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
如果semaphore計(jì)數(shù)大于等于1.計(jì)數(shù)－1，返回，程序繼續(xù)運(yùn)行。
如果計(jì)數(shù)為0，則等待。
這里設(shè)置的等待時(shí)間是一直等待。

dispatch_semaphore_signal(semaphore);
計(jì)數(shù)＋1.
在這兩句代碼中間的執(zhí)行代碼，每次只會(huì)允許一個(gè)線程進(jìn)入，這樣就有效的保證了在多線程環(huán)境下，只能有一個(gè)線程進(jìn)入。

3.9 dispatch_set_context、dispatch_get_context和dispatch_set_finalizer_f(dispatch_set_context可以為隊(duì)列添加上下文數(shù)據(jù)，但是因?yàn)镚CD是C語(yǔ)言接口形式的，所以其context參數(shù)類型是“void *”。需使用上述abc三種方式創(chuàng)建context，并且一般結(jié)合dispatch_set_finalizer_f使用，回收context內(nèi)存)

// dispatch_set_context、dispatch_get_context是為了向隊(duì)列中傳遞上下文context服務(wù)的。
// dispatch_set_finalizer_f相當(dāng)于dispatch_object_t的析構(gòu)函數(shù)。
// 因?yàn)閏ontext的數(shù)據(jù)不是foundation對(duì)象，所以arc不會(huì)自動(dòng)回收，一般在dispatch_set_finalizer_f中手動(dòng)回收，所以一般講上述三個(gè)方法綁定使用。

- (void)test
{
    // 幾種創(chuàng)建context的方式
    // a、用C語(yǔ)言的malloc創(chuàng)建context數(shù)據(jù)。
    // b、用C++的new創(chuàng)建類對(duì)象。
    // c、用Objective-C的對(duì)象，但是要用__bridge等關(guān)鍵字轉(zhuǎn)為Core Foundation對(duì)象。

    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    if (queue) {
        // "123"即為傳入的context
        dispatch_set_context(queue, "123");
        dispatch_set_finalizer_f(queue, &xigou);
    }
    dispatch_async(queue, ^{
        char *string = dispatch_get_context(queue);
        NSLog(@"%s", string);
    });
}

// 該函數(shù)會(huì)在dispatch_object_t銷毀時(shí)調(diào)用。
void xigou(void *context)
{
    // 釋放context的內(nèi)存（對(duì)應(yīng)上述abc）

    // a、CFRelease(context);
    // b、free(context);
    // c、delete context;
}

4. 常見(jiàn)的死鎖

4.1 dispatch_sync

// 假設(shè)這段代碼執(zhí)行于主隊(duì)列
dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("serialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();

// 在主隊(duì)列添加同步任務(wù)
dispatch_sync(mainQueue, ^{
    // 任務(wù)
    ...
});

// 在串行隊(duì)列添加同步任務(wù) 
dispatch_sync(serialQueue, ^{
    // 任務(wù)
    ...
    dispatch_sync(serialQueue, ^{
        // 任務(wù)
        ...
    });
};

4.2 dispatch_apply

// 因?yàn)閐ispatch_apply會(huì)卡住當(dāng)前線程，內(nèi)部的dispatch_apply會(huì)等待外部，外部的等待內(nèi)部，所以死鎖。
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_apply(10, queue, ^(size_t) {
    // 任務(wù)
    ...
    dispatch_apply(10, queue, ^(size_t) {
        // 任務(wù)
        ...
    });
});

4.3 dispatch_barrier

dispatch_barrier_sync在串行隊(duì)列和全局并行隊(duì)列里面和dispatch_sync同樣的效果，所以需考慮同dispatch_sync一樣的死鎖問(wèn)題。