1. GCD 簡介
Grand Central Dispatch (GCD)
是Apple開發(fā)的一個(gè)多核編程的較新的解決方法。它主要用于優(yōu)化應(yīng)用程序以支持多核處理器以及其他對稱多處理系統(tǒng)。它是一個(gè)在線程池模式的基礎(chǔ)上執(zhí)行的并行任務(wù)。
GCD是一個(gè)替代諸如NSThread等技術(shù)的很高效和強(qiáng)大的技術(shù)。GCD完全可以處理諸如數(shù)據(jù)鎖定和資源泄漏等復(fù)雜的異步編程問題。GCD的工作原理是讓一個(gè)程序,根據(jù)可用的處理資源,安排他們在任何可用的處理器核心上平行排隊(duì)執(zhí)行特定的任務(wù)。這個(gè)任務(wù)可以是一個(gè)功能或者一個(gè)程序段。
Demo下載地址
GCD優(yōu)點(diǎn):
- 可用于多核的并行運(yùn)算
- 會自動利用更多的 CPU 內(nèi)核(比如雙核、四核)
- 會自動管理線程的生命周期(創(chuàng)建線程、調(diào)度任務(wù)、銷毀線程)
- 程序員只需要告訴 GCD 想要執(zhí)行什么任務(wù),不需要編寫任何線程管理代碼
2. GCD 任務(wù)和隊(duì)列
GCD兩個(gè)核心:任務(wù)、隊(duì)列
任務(wù):執(zhí)行操作的意思,換句話說就是你在線程中執(zhí)行的那段代碼。在 GCD 中是放在 block中的。執(zhí)行任務(wù)有兩種方式:同步執(zhí)行和異步執(zhí)行。兩者的主要區(qū)別是:是否等待隊(duì)列的任務(wù)執(zhí)行結(jié)束,以及是否具備開啟新線程的能力。
- 同步執(zhí)行(sync):同步添加任務(wù)到指定的隊(duì)列中,在添加的任務(wù)執(zhí)行結(jié)束之前,會一直等待,直到隊(duì)列里面的任務(wù)完成之后再繼續(xù)執(zhí)行。只能在當(dāng)前線程中執(zhí)行任務(wù),不具備開啟新線程的能力。
- 異步執(zhí)行(async):異步添加任務(wù)到指定的隊(duì)列中,它不會做任何等待,可以繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。可以在新的線程中執(zhí)行任務(wù),具備開啟新線程的能力。
備注:異步執(zhí)行雖然具有開啟新線程的能力,但是并不一定開啟新線程。這跟任務(wù)所指定的隊(duì)列類型有關(guān)
隊(duì)列:這里的隊(duì)列指執(zhí)行任務(wù)的等待隊(duì)列,即用來存放任務(wù)的隊(duì)列。隊(duì)列是一種特殊的線性表,采用 FIFO(先進(jìn)先出)的原則,即新任務(wù)總是被插入到隊(duì)列的末尾,而讀取任務(wù)的時(shí)候總是從隊(duì)列的頭部開始讀取。每讀取一個(gè)任務(wù),則從隊(duì)列中釋放一個(gè)任務(wù) -> 串行隊(duì)列(Serial Dispatch Queue):每次只有一個(gè)任務(wù)被執(zhí)行,讓任務(wù)一個(gè)接著一個(gè)地執(zhí)行
- 并發(fā)隊(duì)列(Concurrent Dispatch Queue):可以讓多個(gè)任務(wù)并發(fā)(同時(shí))執(zhí)行,可以開啟多個(gè)線程,并且同時(shí)執(zhí)行任務(wù)
備注:并發(fā)隊(duì)列的并發(fā)功能只有在異步函數(shù)下才有效
3. GCD 的使用步驟
- 創(chuàng)建一個(gè)隊(duì)列(串行隊(duì)列或并發(fā)隊(duì)列)
- 將任務(wù)追加到任務(wù)的等待隊(duì)列中,然后系統(tǒng)就會根據(jù)任務(wù)類型執(zhí)行任務(wù)
3.1 隊(duì)列的創(chuàng)建方法/獲取方法
- 可以使用
dispatch_queue_create
來創(chuàng)建隊(duì)列,需要傳入兩個(gè)參數(shù),第一個(gè)參數(shù)表示隊(duì)列的唯一標(biāo)識符,用于 DEBUG,可為空,Dispatch Queue 的名稱推薦使用應(yīng)用程序 ID 這種逆序全程域名;第二個(gè)參數(shù)用來識別是串行隊(duì)列還是并發(fā)隊(duì)列。- DISPATCH_QUEUE_SERIAL 表示串行隊(duì)列
- DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 表示并發(fā)隊(duì)列
// 串行隊(duì)列的創(chuàng)建方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.yangkejun.GCDdemo", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
// 并發(fā)隊(duì)列的創(chuàng)建方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.yangkejun.GCDdemo", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
- 對于串行隊(duì)列,GCD 提供了的一種特殊的串行隊(duì)列:主隊(duì)列(Main Dispatch Queue)
- 所有放在主隊(duì)列中的任務(wù),都會放到主線程中執(zhí)行。
可使用dispatch_get_main_queue()獲得主隊(duì)列。
- 所有放在主隊(duì)列中的任務(wù),都會放到主線程中執(zhí)行。
// 主隊(duì)列的獲取方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
- 對于并發(fā)隊(duì)列,GCD 默認(rèn)提供了全局并發(fā)隊(duì)列(Global Dispatch Queue)。
- 可以使用dispatch_get_global_queue來獲取。需要傳入兩個(gè)參數(shù)。第一個(gè)參數(shù)表示隊(duì)列優(yōu)先級,一般用DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT。第二個(gè)參數(shù)暫時(shí)沒用,用0即可。
// 全局并發(fā)隊(duì)列的獲取方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
3.2 任務(wù)的創(chuàng)建方法
- GCD 提供了同步執(zhí)行任務(wù)的創(chuàng)建方法
dispatch_sync
和異步執(zhí)行任務(wù)創(chuàng)建方法dispatch_async
// 同步執(zhí)行任務(wù)創(chuàng)建方法
dispatch_sync(queue, ^{
// 這里放同步執(zhí)行任務(wù)代碼
});
// 異步執(zhí)行任務(wù)創(chuàng)建方法
dispatch_async(queue, ^{
// 這里放異步執(zhí)行任務(wù)代碼
});
雖然使用 GCD 只需兩步,但是既然我們有兩種隊(duì)列(串行隊(duì)列/并發(fā)隊(duì)列),兩種任務(wù)執(zhí)行方式(同步執(zhí)行/異步執(zhí)行),那么我們就有了四種不同的組合方式。
這四種不同的組合方式是:
- 同步執(zhí)行 + 并發(fā)隊(duì)列
- 異步執(zhí)行 + 并發(fā)隊(duì)列
- 同步執(zhí)行 + 串行隊(duì)列
- 異步執(zhí)行 + 串行隊(duì)列
實(shí)際上,剛才還說了兩種特殊隊(duì)列:全局并發(fā)隊(duì)列、主隊(duì)列。全局并發(fā)隊(duì)列可以作為普通并發(fā)隊(duì)列來使用。但是主隊(duì)列因?yàn)橛悬c(diǎn)特殊,所以我們就又多了兩種組合方式。
這樣就有六種不同的組合方式:
- 同步執(zhí)行 + 主隊(duì)列
- 異步執(zhí)行 + 主隊(duì)列
那么這幾種不同組合方式各有什么區(qū)別呢,這里為了方便,先上結(jié)果,再來講解。你可以直接查看表格結(jié)果
區(qū)別 | 并發(fā)隊(duì)列 | 串行隊(duì)列 | 主隊(duì)列 |
---|---|---|---|
同步 | 沒有開啟新線程,串行執(zhí)行任務(wù) | 沒有開啟新線程,串行執(zhí)行任務(wù) | 在同一個(gè)串行隊(duì)列中對當(dāng)前隊(duì)列sync操作都會導(dǎo)致死鎖 |
異步 | 有開啟新線程,并發(fā)執(zhí)行任務(wù) | 有開啟新線程,串行執(zhí)行任務(wù) | 如果在當(dāng)前隊(duì)列async,并不會開啟新線程;在其他隊(duì)列當(dāng)中再對該串行隊(duì)列進(jìn)行asyn操作會開啟新線程 |
4. GCD 的基本使用
4.1 同步執(zhí)行 + 并發(fā)隊(duì)列
- 在當(dāng)前線程中執(zhí)行任務(wù),不會開啟新線程,執(zhí)行完一個(gè)任務(wù),再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)。
/**
* 同步執(zhí)行 + 并發(fā)隊(duì)列
* 特點(diǎn):在當(dāng)前線程中執(zhí)行任務(wù),不會開啟新線程,執(zhí)行完一個(gè)任務(wù),再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)。
*/
- (void)syncConcurrent{
NSLog(@"syncConcurrent---begin");
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.yangkejun.GCDdemo", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_sync(queue, ^{
// 追加任務(wù)1
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@"任務(wù)1");
}
});
dispatch_sync(queue, ^{
// 追加任務(wù)2
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@"任務(wù)2");
}
});
dispatch_sync(queue, ^{
// 追加任務(wù)3
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
[NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模擬耗時(shí)操作
NSLog(@"任務(wù)3");
}
});
NSLog(@"syncConcurrent---end");
}
2018-09-01 11:20:35.990306+0800 GCDdemo[7623:1164967] syncConcurrent---begin
2018-09-01 11:20:37.991056+0800 GCDdemo[7623:1164967] 任務(wù)1
2018-09-01 11:20:39.992478+0800 GCDdemo[7623:1164967] 任務(wù)1
2018-09-01 11:20:41.992903+0800 GCDdemo[7623:1164967] 任務(wù)2
2018-09-01 11:20:43.994114+0800 GCDdemo[7623:1164967] 任務(wù)2
2018-09-01 11:20:45.995727+0800 GCDdemo[7623:1164967] 任務(wù)3
2018-09-01 11:20:47.997277+0800 GCDdemo[7623:1164967] 任務(wù)3
2018-09-01 11:20:47.997598+0800 GCDdemo[7623:1164967] syncConcurrent---end
從同步執(zhí)行 + 并發(fā)隊(duì)列中可看到:
- 所有任務(wù)都是在當(dāng)前線程(主線程)中執(zhí)行的,沒有開啟新的線程(同步執(zhí)行不具備開啟新線程的能力)。
- 所有任務(wù)都在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之間執(zhí)行的(同步任務(wù)需要等待隊(duì)列的任務(wù)執(zhí)行結(jié)束)。
- 任務(wù)按順序執(zhí)行的。按順序執(zhí)行的原因:雖然并發(fā)隊(duì)列可以開啟多個(gè)線程,并且同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)。但是因?yàn)楸旧聿荒軇?chuàng)建新線程,只有當(dāng)前線程這一個(gè)線程(同步任務(wù)不具備開啟新線程的能力),所以也就不存在并發(fā)。而且當(dāng)前線程只有等待當(dāng)前隊(duì)列中正在執(zhí)行的任務(wù)執(zhí)行完畢之后,才能繼續(xù)接著執(zhí)行下面的操作(同步任務(wù)需要等待隊(duì)列的任務(wù)執(zhí)行結(jié)束)。所以任務(wù)只能一個(gè)接一個(gè)按順序執(zhí)行,不能同時(shí)被執(zhí)行。
4.2 異步執(zhí)行 + 并發(fā)隊(duì)列
- 可以開啟多個(gè)線程,任務(wù)交替(同時(shí))執(zhí)行。
/**
* 異步執(zhí)行 + 并發(fā)隊(duì)列
* 特點(diǎn):可以開啟多個(gè)線程,任務(wù)交替(同時(shí))執(zhí)行。
*/
- (void)asyncConcurrent {
NSLog(@"asyncConcurrent---begin");
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.yangkejun.GCDdemo", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)1
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"任務(wù)1");
}
});
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)2
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"任務(wù)2");
}
});
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)3
for (int i = 0; i < 3; ++i) {
NSLog(@"任務(wù)3");
}
});
NSLog(@"asyncConcurrent---end");
}
2018-09-01 11:24:11.550873+0800 GCDdemo[7663:1170782] asyncConcurrent---begin
2018-09-01 11:24:11.551104+0800 GCDdemo[7663:1170782] asyncConcurrent---end
2018-09-01 11:24:13.555075+0800 GCDdemo[7663:1170830] 任務(wù)3
2018-09-01 11:24:13.555094+0800 GCDdemo[7663:1170828] 任務(wù)2
2018-09-01 11:24:13.555136+0800 GCDdemo[7663:1170829] 任務(wù)1
2018-09-01 11:24:15.556107+0800 GCDdemo[7663:1170828] 任務(wù)2
2018-09-01 11:24:15.556107+0800 GCDdemo[7663:1170830] 任務(wù)3
2018-09-01 11:24:15.556169+0800 GCDdemo[7663:1170829] 任務(wù)1
在異步執(zhí)行 + 并發(fā)隊(duì)列中可以看出:
- 除了當(dāng)前線程(主線程),系統(tǒng)又開啟了3個(gè)線程,并且任務(wù)是交替/同時(shí)執(zhí)行的。(異步執(zhí)行具備開啟新線程的能力。且并發(fā)隊(duì)列可開啟多個(gè)線程,同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù))。
- 所有任務(wù)是在打印的
syncConcurrent---begin
和syncConcurrent---end
之后才執(zhí)行的。說明當(dāng)前線程沒有等待,而是直接開啟了新線程,在新線程中執(zhí)行任務(wù)(異步執(zhí)行不做等待,可以繼續(xù)執(zhí)行任務(wù))
4.3 同步執(zhí)行 + 串行隊(duì)列
- 不會開啟新線程,在當(dāng)前線程執(zhí)行任務(wù)。任務(wù)是串行的,執(zhí)行完一個(gè)任務(wù),再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)
/**
* 同步執(zhí)行 + 串行隊(duì)列
* 特點(diǎn):不會開啟新線程,在當(dāng)前線程執(zhí)行任務(wù)。任務(wù)是串行的,執(zhí)行完一個(gè)任務(wù),再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)。
*/
- (void)syncSerial {
NSLog(@"syncSerial---begin");
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.yangkejun.GCDdemo", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_sync(queue, ^{
// 追加任務(wù)1
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"任務(wù)1");
}
});
dispatch_sync(queue, ^{
// 追加任務(wù)2
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"任務(wù)2");
}
});
dispatch_sync(queue, ^{
// 追加任務(wù)3
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"任務(wù)3");
}
});
NSLog(@"syncSerial---end");
}
2018-09-01 11:32:21.317319+0800 GCDdemo[7812:1184572] syncSerial---begin
2018-09-01 11:32:21.317523+0800 GCDdemo[7812:1184572] 任務(wù)1
2018-09-01 11:32:21.317688+0800 GCDdemo[7812:1184572] 任務(wù)1
2018-09-01 11:32:21.317798+0800 GCDdemo[7812:1184572] 任務(wù)2
2018-09-01 11:32:21.318036+0800 GCDdemo[7812:1184572] 任務(wù)2
2018-09-01 11:32:21.318264+0800 GCDdemo[7812:1184572] 任務(wù)3
2018-09-01 11:32:21.318398+0800 GCDdemo[7812:1184572] 任務(wù)3
2018-09-01 11:32:21.318516+0800 GCDdemo[7812:1184572] syncSerial---end
在同步執(zhí)行 + 串行隊(duì)列可以看到:
- 所有任務(wù)都是在當(dāng)前線程(主線程)中執(zhí)行的,并沒有開啟新的線程(同步執(zhí)行不具備開啟新線程的能力)。
- 所有任務(wù)都在打印的
syncConcurrent---begin
和syncConcurrent---end
之間執(zhí)行(同步任務(wù)需要等待隊(duì)列的任務(wù)執(zhí)行結(jié)束)。 - 任務(wù)是按順序執(zhí)行的(串行隊(duì)列每次只有一個(gè)任務(wù)被執(zhí)行,任務(wù)一個(gè)接一個(gè)按順序執(zhí)行)
4.4 異步執(zhí)行 + 串行隊(duì)列
- 會開啟新線程,但是因?yàn)槿蝿?wù)是串行的,執(zhí)行完一個(gè)任務(wù),再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)
/**
* 異步執(zhí)行 + 串行隊(duì)列
* 特點(diǎn):會開啟新線程,但是因?yàn)槿蝿?wù)是串行的,執(zhí)行完一個(gè)任務(wù),再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)。
*/
- (void)asyncSerial {
NSLog(@"asyncSerial---begin");
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.yangkejun.GCDdemo", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)1
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"任務(wù)1");
}
});
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)2
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"任務(wù)2");
}
});
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)3
for (int i = 0; i < 3; ++i) {
NSLog(@"任務(wù)3");
}
});
NSLog(@"asyncSerial---end");
}
2018-09-01 11:34:28.644771+0800 GCDdemo[7841:1188565] asyncSerial---begin
2018-09-01 11:34:28.645016+0800 GCDdemo[7841:1188565] asyncSerial---end
2018-09-01 11:34:28.645055+0800 GCDdemo[7841:1188668] 任務(wù)1
2018-09-01 11:34:28.645245+0800 GCDdemo[7841:1188668] 任務(wù)1
2018-09-01 11:34:28.645368+0800 GCDdemo[7841:1188668] 任務(wù)2
2018-09-01 11:34:28.645497+0800 GCDdemo[7841:1188668] 任務(wù)2
2018-09-01 11:34:28.645632+0800 GCDdemo[7841:1188668] 任務(wù)3
2018-09-01 11:34:28.645937+0800 GCDdemo[7841:1188668] 任務(wù)3
2018-09-01 11:34:28.647228+0800 GCDdemo[7841:1188668] 任務(wù)3
在異步執(zhí)行 + 串行隊(duì)列可以看到:
- 開啟了一條新線程(異步執(zhí)行具備開啟新線程的能力,串行隊(duì)列只開啟一個(gè)線程)。
- 所有任務(wù)是在打印的
syncConcurrent---begin
和syncConcurrent---end
之后才開始執(zhí)行的(異步執(zhí)行不會做任何等待,可以繼續(xù)執(zhí)行任務(wù))。 - 任務(wù)是按順序執(zhí)行的(串行隊(duì)列每次只有一個(gè)任務(wù)被執(zhí)行,任務(wù)一個(gè)接一個(gè)按順序執(zhí)行)
4.5 同步執(zhí)行 + 主隊(duì)列
同步執(zhí)行 + 主隊(duì)列在不同線程中調(diào)用結(jié)果也是不一樣,在主線程中調(diào)用會出現(xiàn)死鎖,而在其他線程中則不會
主隊(duì)列:GCD自帶的一種特殊的串行隊(duì)列
- 所有放在主隊(duì)列中的任務(wù),都會放到主線程中執(zhí)行
- 可使用
dispatch_get_main_queue()
獲得主隊(duì)列
4.5.1 在主線程中調(diào)用同步執(zhí)行 + 主隊(duì)列
- 互相等待卡住不可行
/**
* 同步執(zhí)行 + 主隊(duì)列
* 特點(diǎn)(主線程調(diào)用):互等卡主不執(zhí)行。
* 特點(diǎn)(其他線程調(diào)用):不會開啟新線程,執(zhí)行完一個(gè)任務(wù),再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)。
*/
- (void)syncMain {
NSLog(@"syncMain---begin");
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
dispatch_sync(queue, ^{
// 追加任務(wù)1
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"任務(wù)1");
}
});
dispatch_sync(queue, ^{
// 追加任務(wù)2
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"任務(wù)2");
}
});
dispatch_sync(queue, ^{
// 追加任務(wù)3
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"任務(wù)3");
}
});
NSLog(@"syncMain---end");
}
在同步執(zhí)行 + 主隊(duì)列可以驚奇的發(fā)現(xiàn):
-
放在主線程當(dāng)中調(diào)用,會報(bào)錯(cuò)卡住,如圖錯(cuò)誤image
控制臺打印:
2018-09-01 11:40:20.241566+0800 GCDdemo[7940:1198784] syncMain---begin
在主線程中使用同步執(zhí)行 + 主隊(duì)列,追加到主線程的任務(wù)1、任務(wù)2、任務(wù)3都不再執(zhí)行了,而且syncMain---end也沒有打印,在XCode 9上還會報(bào)崩潰。這是為什么呢?
這是因?yàn)槲覀冊谥骶€程中執(zhí)行syncMain方法,相當(dāng)于把syncMain任務(wù)放到了主線程的隊(duì)列中。而同步執(zhí)行會等待當(dāng)前隊(duì)列中的任務(wù)執(zhí)行完畢,才會接著執(zhí)行。那么當(dāng)我們把任務(wù)1追加到主隊(duì)列中,任務(wù)1就在等待主線程處理完syncMain任務(wù)。而syncMain任務(wù)需要等待任務(wù)1執(zhí)行完畢,才能接著執(zhí)行。
那么,現(xiàn)在的情況就是syncMain任務(wù)和任務(wù)1都在等對方執(zhí)行完畢。這樣大家互相等待,所以就卡住了,所以我們的任務(wù)執(zhí)行不了,而且syncMain---end也沒有打印。
4.5.2 在其他線程中調(diào)用同步執(zhí)行 + 主隊(duì)列
- 不會開啟新線程,執(zhí)行完一個(gè)任務(wù),再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)
// 使用 NSThread 的 detachNewThreadSelector 方法會創(chuàng)建線程,并自動啟動線程執(zhí)行selector 任務(wù)
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(syncMain) toTarget:self withObject:nil];
控制臺打印
2018-09-01 11:45:42.849981+0800 GCDdemo[8014:1207496] syncMain---begin
2018-09-01 11:45:42.854214+0800 GCDdemo[8014:1207397] 任務(wù)1
2018-09-01 11:45:42.854358+0800 GCDdemo[8014:1207397] 任務(wù)1
2018-09-01 11:45:42.855129+0800 GCDdemo[8014:1207397] 任務(wù)2
2018-09-01 11:45:42.855585+0800 GCDdemo[8014:1207397] 任務(wù)2
2018-09-01 11:45:42.856397+0800 GCDdemo[8014:1207397] 任務(wù)3
2018-09-01 11:45:42.856550+0800 GCDdemo[8014:1207397] 任務(wù)3
2018-09-01 11:45:42.856742+0800 GCDdemo[8014:1207496] syncMain---end
在其他線程中使用同步執(zhí)行 + 主隊(duì)列可看到:
- 所有任務(wù)都是在主線程(非當(dāng)前線程)中執(zhí)行的,沒有開啟新的線程(所有放在主隊(duì)列中的任務(wù),都會放到主線程中執(zhí)行)。
- 所有任務(wù)都在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之間執(zhí)行(同步任務(wù)需要等待隊(duì)列的任務(wù)執(zhí)行結(jié)束)。
- 任務(wù)是按順序執(zhí)行的(主隊(duì)列是串行隊(duì)列,每次只有一個(gè)任務(wù)被執(zhí)行,任務(wù)一個(gè)接一個(gè)按順序執(zhí)行)。
為什么現(xiàn)在就不會卡住了呢?
因?yàn)閟yncMain 任務(wù)放到了其他線程里,而任務(wù)1、任務(wù)2、任務(wù)3都在追加到主隊(duì)列中,這三個(gè)任務(wù)都會在主線程中執(zhí)行。syncMain 任務(wù)在其他線程中執(zhí)行到追加任務(wù)1到主隊(duì)列中,因?yàn)橹麝?duì)列現(xiàn)在沒有正在執(zhí)行的任務(wù),所以,會直接執(zhí)行主隊(duì)列的任務(wù)1,等任務(wù)1執(zhí)行完畢,再接著執(zhí)行任務(wù)2、任務(wù)3。所以這里不會卡住線程
4.6 異步執(zhí)行 + 主隊(duì)列
- 只在主線程中執(zhí)行任務(wù),執(zhí)行完一個(gè)任務(wù),再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)。
/**
* 異步執(zhí)行 + 主隊(duì)列
* 特點(diǎn):只在主線程中執(zhí)行任務(wù),執(zhí)行完一個(gè)任務(wù),再執(zhí)行下一個(gè)任務(wù)
*/
- (void)asyncMain {
NSLog(@"asyncMain---begin");
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)1
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"任務(wù)1");
}
});
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)2
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"任務(wù)2");
}
});
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)3
for (int i = 0; i < 3; ++i) {
NSLog(@"任務(wù)3");
}
});
NSLog(@"asyncMain---end");
}
2018-09-01 11:50:00.355229+0800 GCDdemo[8072:1214346] asyncMain---begin
2018-09-01 11:50:00.355416+0800 GCDdemo[8072:1214346] asyncMain---end
2018-09-01 11:50:00.360197+0800 GCDdemo[8072:1214346] 任務(wù)1
2018-09-01 11:50:00.360337+0800 GCDdemo[8072:1214346] 任務(wù)1
2018-09-01 11:50:00.360526+0800 GCDdemo[8072:1214346] 任務(wù)2
2018-09-01 11:50:00.360687+0800 GCDdemo[8072:1214346] 任務(wù)2
2018-09-01 11:50:00.361041+0800 GCDdemo[8072:1214346] 任務(wù)3
2018-09-01 11:50:00.361327+0800 GCDdemo[8072:1214346] 任務(wù)3
2018-09-01 11:50:00.361527+0800 GCDdemo[8072:1214346] 任務(wù)3
在異步執(zhí)行 + 主隊(duì)列可以看到:
- 所有任務(wù)都是在當(dāng)前線程(主線程)中執(zhí)行的,并沒有開啟新的線程(雖然異步執(zhí)行具備開啟線程的能力,但因?yàn)槭侵麝?duì)列,所以所有任務(wù)都在主線程中)。
- 所有任務(wù)是在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之后才開始執(zhí)行的(異步執(zhí)行不會做任何等待,可以繼續(xù)執(zhí)行任務(wù))。
- 任務(wù)是按順序執(zhí)行的(因?yàn)橹麝?duì)列是串行隊(duì)列,每次只有一個(gè)任務(wù)被執(zhí)行,任務(wù)一個(gè)接一個(gè)按順序執(zhí)行)。
5. GCD 線程間的通信
在iOS開發(fā)過程中,我們一般在主線程里邊進(jìn)行UI刷新,例如:點(diǎn)擊、滾動、拖拽等事件。我們通常把一些耗時(shí)的操作放在其他線程,比如說圖片下載、文件上傳等耗時(shí)操作。而當(dāng)我們有時(shí)候在其他線程完成了耗時(shí)操作時(shí),需要回到主線程,那么就用到了線程之間的通訊。
/**
* 線程間通信
*/
- (void)communication {
// 獲取全局并發(fā)隊(duì)列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
// 獲取主隊(duì)列
dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();
dispatch_async(queue, ^{
// 異步追加任務(wù)
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"異步追加任務(wù)");
}
// 回到主線程
dispatch_async(mainQueue, ^{
// 追加在主線程中執(zhí)行的任務(wù)
NSLog(@"追加在主線程中執(zhí)行的任務(wù)");
});
});
}
2018-09-01 11:52:14.446526+0800 GCDdemo[8102:1218564] 異步追加任務(wù)
2018-09-01 11:52:14.446704+0800 GCDdemo[8102:1218564] 異步追加任務(wù)
2018-09-01 11:52:14.450938+0800 GCDdemo[8102:1218530] 追加在主線程中執(zhí)行的任務(wù)
6. GCD 的其他方法
6.1 GCD 柵欄方法:dispatch_barrier_async
- 我們有時(shí)需要異步執(zhí)行兩組操作,而且第一組操作執(zhí)行完之后,才能開始執(zhí)行第二組操作。這樣我們就需要一個(gè)相當(dāng)于柵欄一樣的一個(gè)方法將兩組異步執(zhí)行的操作組給分割起來,當(dāng)然這里的操作組里可以包含一個(gè)或多個(gè)任務(wù)。這就需要用到
dispatch_barrier_async
方法在兩個(gè)操作組間形成柵欄。
dispatch_barrier_async
函數(shù)會等待前邊追加到并發(fā)隊(duì)列中的任務(wù)全部執(zhí)行完畢之后,再將指定的任務(wù)追加到該異步隊(duì)列中。然后在dispatch_barrier_async函數(shù)追加的任務(wù)執(zhí)行完畢之后,異步隊(duì)列才恢復(fù)為一般動作,接著追加任務(wù)到該異步隊(duì)列并開始執(zhí)行。
/**
* 柵欄方法 dispatch_barrier_async
*/
- (void)barrier{
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.yangkejun.GCDdemo", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)1
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"任務(wù)1");
}
});
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)2
for (int i = 0; i < 3; ++i) {
NSLog(@"任務(wù)2");
}
});
dispatch_barrier_async(queue, ^{
// 追加任務(wù) barrier
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"追加任務(wù) barrier");
}
});
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)3
for (int i = 0; i < 3; ++i) {
NSLog(@"任務(wù)3");
}
});
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)4
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"任務(wù)4");
}
});
}
2018-09-01 11:56:55.999942+0800 GCDdemo[8164:1226338] 任務(wù)2
2018-09-01 11:56:55.999942+0800 GCDdemo[8164:1226341] 任務(wù)1
2018-09-01 11:56:56.000127+0800 GCDdemo[8164:1226341] 任務(wù)1
2018-09-01 11:56:56.000128+0800 GCDdemo[8164:1226338] 任務(wù)2
2018-09-01 11:56:56.002212+0800 GCDdemo[8164:1226338] 任務(wù)2
2018-09-01 11:56:56.002415+0800 GCDdemo[8164:1226338] 追加任務(wù) barrier
2018-09-01 11:56:56.002527+0800 GCDdemo[8164:1226338] 追加任務(wù) barrier
2018-09-01 11:56:56.004423+0800 GCDdemo[8164:1226338] 任務(wù)3
2018-09-01 11:56:56.004423+0800 GCDdemo[8164:1226341] 任務(wù)4
2018-09-01 11:56:56.007921+0800 GCDdemo[8164:1226338] 任務(wù)3
2018-09-01 11:56:56.007973+0800 GCDdemo[8164:1226341] 任務(wù)4
2018-09-01 11:56:56.008898+0800 GCDdemo[8164:1226338] 任務(wù)3
在dispatch_barrier_async執(zhí)行結(jié)果中可以看出:
- 在執(zhí)行完柵欄前面的操作之后,才執(zhí)行柵欄操作,最后再執(zhí)行柵欄后邊的操作
6.2 GCD 延時(shí)執(zhí)行方法:dispatch_after
- 延時(shí)執(zhí)行:在指定時(shí)間(例如3秒)之后執(zhí)行某個(gè)任務(wù)。可以用 GCD 的dispatch_after函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。
需要注意的是:dispatch_after函數(shù)并不是在指定時(shí)間之后才開始執(zhí)行處理,而是在指定時(shí)間之后將任務(wù)追加到主隊(duì)列中。嚴(yán)格來說,這個(gè)時(shí)間并不是絕對準(zhǔn)確的,但想要大致延遲執(zhí)行任務(wù),dispatch_after函數(shù)是很有效的。
/**
* 延時(shí)執(zhí)行方法 dispatch_after
*/
- (void)after{
NSLog(@"after-begin");
int64_t delayInSeconds = 5.0; // 延遲的時(shí)間
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(delayInSeconds * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
// 5.0秒后異步追加任務(wù)代碼到主隊(duì)列,并開始執(zhí)行
NSLog(@"after-end");
});
}
從圖時(shí)間可以看出:6.3 GCD 一次性代碼(只執(zhí)行一次):dispatch_once
- 創(chuàng)建單例、或者有整個(gè)程序運(yùn)行過程中只執(zhí)行一次的代碼時(shí),我們就用到了 GCD 的 dispatch_once 函數(shù)。使用
dispatch_once
函數(shù)能保證某段代碼在程序運(yùn)行過程中只被執(zhí)行1次,并且即使在多線程的環(huán)境下,dispatch_once也可以保證線程安全。
/**
* 一次性代碼(只執(zhí)行一次)dispatch_once
*/
- (void)once {
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
// 只執(zhí)行1次的代碼(這里面默認(rèn)是線程安全的)
});
}
6.4 GCD 快速迭代方法:dispatch_apply
- 通常我們會用 for 循環(huán)遍歷,但是 GCD 給我們提供了快速迭代的函數(shù)dispatch_apply。dispatch_apply按照指定的次數(shù)將指定的任務(wù)追加到指定的隊(duì)列中,并等待全部隊(duì)列執(zhí)行結(jié)束。
如果是在串行隊(duì)列中使用 dispatch_apply,那么就和 for 循環(huán)一樣,按順序同步執(zhí)行。可這樣就體現(xiàn)不出快速迭代的意義了。
我們可以利用并發(fā)隊(duì)列進(jìn)行異步執(zhí)行。比如說遍歷 0~5 這6個(gè)數(shù)字,for 循環(huán)的做法是每次取出一個(gè)元素,逐個(gè)遍歷。dispatch_apply 可以 在多個(gè)線程中同時(shí)(異步)遍歷多個(gè)數(shù)字。
還有一點(diǎn),無論是在串行隊(duì)列,還是異步隊(duì)列中,dispatch_apply 都會等待全部任務(wù)執(zhí)行完畢,這點(diǎn)就像是同步操作,也像是隊(duì)列組中的 dispatch_group_wait方法。
/**
* 快速迭代方法 dispatch_apply
*/
- (void)apply{
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
NSLog(@"apply---begin");
dispatch_apply(6, queue, ^(size_t index) {
NSLog(@"%zd",index);
});
NSLog(@"apply---end");
}
2018-09-01 12:04:06.176242+0800 GCDdemo[8269:1238786] apply---begin
2018-09-01 12:04:06.177222+0800 GCDdemo[8269:1238786] 0
2018-09-01 12:04:06.177222+0800 GCDdemo[8269:1238836] 1
2018-09-01 12:04:06.177237+0800 GCDdemo[8269:1238834] 2
2018-09-01 12:04:06.177257+0800 GCDdemo[8269:1238837] 3
2018-09-01 12:04:06.177384+0800 GCDdemo[8269:1238786] 5
2018-09-01 12:04:06.177384+0800 GCDdemo[8269:1238836] 4
2018-09-01 12:04:06.177673+0800 GCDdemo[8269:1238786] apply---end
因?yàn)槭窃诓l(fā)隊(duì)列中異步執(zhí)行任務(wù),所以各個(gè)任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間長短不定,最后結(jié)束順序也不定。但是apply---end一定在最后執(zhí)行。這是因?yàn)閐ispatch_apply函數(shù)會等待全部任務(wù)執(zhí)行完畢
6.5 GCD 隊(duì)列組:dispatch_group
有時(shí)候我們會有這樣的需求:分別異步執(zhí)行2個(gè)耗時(shí)任務(wù),然后當(dāng)2個(gè)耗時(shí)任務(wù)都執(zhí)行完畢后再回到主線程執(zhí)行任務(wù)。這時(shí)候我們可以用到 GCD 的隊(duì)列組。
- 調(diào)用隊(duì)列組的 dispatch_group_async 先把任務(wù)放到隊(duì)列中,然后將隊(duì)列放入隊(duì)列組中。或者使用隊(duì)列組的 dispatch_group_enter、dispatch_group_leave 組合 來實(shí)現(xiàn)dispatch_group_async。
- 調(diào)用隊(duì)列組的 dispatch_group_notify 回到指定線程執(zhí)行任務(wù)。或者使用 dispatch_group_wait 回到當(dāng)前線程繼續(xù)向下執(zhí)行(會阻塞當(dāng)前線程)
6.5.1 dispatch_group_notify
- 監(jiān)聽 group 中任務(wù)的完成狀態(tài),當(dāng)所有的任務(wù)都執(zhí)行完成后,追加任務(wù)到 group 中,并執(zhí)行任務(wù)。
/**
* 隊(duì)列組 dispatch_group_notify
*/
- (void)groupNotify{
NSLog(@"group---begin");
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
// 追加任務(wù)1
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"任務(wù)1");
}
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
// 追加任務(wù)2
for (int i = 0; i < 3; ++i) {
NSLog(@"任務(wù)2");
}
});
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
// 等前面的異步任務(wù)1、任務(wù)2都執(zhí)行完畢后,回到主線程執(zhí)行下邊任務(wù)
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"等前面的異步任務(wù)1、任務(wù)2都執(zhí)行完畢后,回到主線程執(zhí)行下邊任務(wù)");
}
NSLog(@"group---end");
});
}
2018-09-01 12:06:47.296416+0800 GCDdemo[8327:1243795] group---begin
2018-09-01 12:06:47.296645+0800 GCDdemo[8327:1243901] 任務(wù)1
2018-09-01 12:06:47.296646+0800 GCDdemo[8327:1243902] 任務(wù)2
2018-09-01 12:06:47.296780+0800 GCDdemo[8327:1243901] 任務(wù)1
2018-09-01 12:06:47.296873+0800 GCDdemo[8327:1243902] 任務(wù)2
2018-09-01 12:06:47.297396+0800 GCDdemo[8327:1243902] 任務(wù)2
2018-09-01 12:06:47.301247+0800 GCDdemo[8327:1243795] 等前面的異步任務(wù)1、任務(wù)2都執(zhí)行完畢后,回到主線程執(zhí)行下邊任務(wù)
2018-09-01 12:06:47.301386+0800 GCDdemo[8327:1243795] 等前面的異步任務(wù)1、任務(wù)2都執(zhí)行完畢后,回到主線程執(zhí)行下邊任務(wù)
2018-09-01 12:06:47.301485+0800 GCDdemo[8327:1243795] group---end
從dispatch_group_notify相關(guān)代碼運(yùn)行輸出結(jié)果可以看出:
當(dāng)所有任務(wù)都執(zhí)行完成之后,才執(zhí)行dispatch_group_notify block 中的任務(wù)。
6.5.2 dispatch_group_wait
- 暫停當(dāng)前線程(阻塞當(dāng)前線程),等待指定的 group 中的任務(wù)執(zhí)行完成后,才會往下繼續(xù)執(zhí)行。
/**
* 隊(duì)列組 dispatch_group_wait
*/
- (void)groupWait{
NSLog(@"group---begin");
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
// 追加任務(wù)1
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"任務(wù)1");
}
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
// 追加任務(wù)2
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"任務(wù)2");
}
});
// 等待上面的任務(wù)全部完成后,會往下繼續(xù)執(zhí)行(會阻塞當(dāng)前線程)
dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
NSLog(@"group---end");
}
2018-09-01 12:09:25.744072+0800 GCDdemo[8366:1248429] group---begin
2018-09-01 12:09:25.744328+0800 GCDdemo[8366:1248479] 任務(wù)2
2018-09-01 12:09:25.744328+0800 GCDdemo[8366:1248481] 任務(wù)1
2018-09-01 12:09:25.744444+0800 GCDdemo[8366:1248479] 任務(wù)2
2018-09-01 12:09:25.744469+0800 GCDdemo[8366:1248481] 任務(wù)1
2018-09-01 12:09:25.744753+0800 GCDdemo[8366:1248429] group---end
從dispatch_group_wait相關(guān)代碼運(yùn)行輸出結(jié)果可以看出:
當(dāng)所有任務(wù)執(zhí)行完成之后,才執(zhí)行 dispatch_group_wait 之后的操作。但是,使用dispatch_group_wait 會阻塞當(dāng)前線程。
6.5.3 dispatch_group_enter、dispatch_group_leave
- dispatch_group_enter 標(biāo)志著一個(gè)任務(wù)追加到 group,執(zhí)行一次,相當(dāng)于 group 中未執(zhí)行完畢任務(wù)數(shù)+1
- dispatch_group_leave 標(biāo)志著一個(gè)任務(wù)離開了 group,執(zhí)行一次,相當(dāng)于 group 中未執(zhí)行完畢任務(wù)數(shù)-1。
- 當(dāng) group 中未執(zhí)行完畢任務(wù)數(shù)為0的時(shí)候,才會使dispatch_group_wait解除阻塞,以及執(zhí)行追加到dispatch_group_notify中的任務(wù)。
/**
* 隊(duì)列組 dispatch_group_wait
*/
- (void)groupWait{
NSLog(@"group---begin");
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
// 追加任務(wù)1
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"任務(wù)1");
}
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
// 追加任務(wù)2
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"任務(wù)2");
}
});
// 等待上面的任務(wù)全部完成后,會往下繼續(xù)執(zhí)行(會阻塞當(dāng)前線程)
dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
NSLog(@"group---end");
}
/**
* 隊(duì)列組 dispatch_group_enter、dispatch_group_leave
*/
- (void)groupEnterAndLeave{
NSLog(@"group---begin");
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_group_enter(group);
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)1
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"任務(wù)1");
}
dispatch_group_leave(group);
});
dispatch_group_enter(group);
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)2
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"任務(wù)2");
}
dispatch_group_leave(group);
});
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
// 等前面的異步操作都執(zhí)行完畢后,回到主線程.
for (int i = 0; i < 2; ++i) {
NSLog(@"等前面的異步操作都執(zhí)行完畢后,回到主線程.");
}
NSLog(@"group---end");
});
}
2018-09-01 12:11:26.418948+0800 GCDdemo[8393:1252025] group---begin
2018-09-01 12:11:26.419198+0800 GCDdemo[8393:1252093] 任務(wù)2
2018-09-01 12:11:26.419202+0800 GCDdemo[8393:1252092] 任務(wù)1
2018-09-01 12:11:26.419366+0800 GCDdemo[8393:1252092] 任務(wù)1
2018-09-01 12:11:26.419432+0800 GCDdemo[8393:1252093] 任務(wù)2
2018-09-01 12:11:26.424470+0800 GCDdemo[8393:1252025] 等前面的異步操作都執(zhí)行完畢后,回到主線程.
2018-09-01 12:11:26.424751+0800 GCDdemo[8393:1252025] 等前面的異步操作都執(zhí)行完畢后,回到主線程.
2018-09-01 12:11:26.425571+0800 GCDdemo[8393:1252025] group---end
從dispatch_group_enter、dispatch_group_leave相關(guān)代碼運(yùn)行結(jié)果中可以看出:當(dāng)所有任務(wù)執(zhí)行完成之后,才執(zhí)行 dispatch_group_notify 中的任務(wù)。這里的dispatch_group_enter、dispatch_group_leave組合,其實(shí)等同于dispatch_group_async。
6.6 GCD 信號量:dispatch_semaphore
- GCD 中的信號量是指 Dispatch Semaphore,是持有計(jì)數(shù)的信號。類似于過高速路收費(fèi)站的欄桿。可以通過時(shí),打開欄桿,不可以通過時(shí),關(guān)閉欄桿。在 Dispatch Semaphore 中,使用計(jì)數(shù)來完成這個(gè)功能,計(jì)數(shù)為0時(shí)等待,不可通過。計(jì)數(shù)為1或大于1時(shí),計(jì)數(shù)減1且不等待,可通過。
Dispatch Semaphore 提供了三個(gè)函數(shù)。
- dispatch_semaphore_create:創(chuàng)建一個(gè)Semaphore并初始化信號的總量
- dispatch_semaphore_signal:發(fā)送一個(gè)信號,讓信號總量加1
- dispatch_semaphore_wait:可以使總信號量減1,當(dāng)信號總量為0時(shí)就會一直等待(阻塞所在線程),否則就可以正常執(zhí)行。
注意:信號量的使用前提是:想清楚你需要處理哪個(gè)線程等待(阻塞),又要哪個(gè)線程繼續(xù)執(zhí)行,然后使用信號量。
Dispatch Semaphore 在實(shí)際開發(fā)中主要用于:
- 保持線程同步,將異步執(zhí)行任務(wù)轉(zhuǎn)換為同步執(zhí)行任務(wù)
- 保證線程安全,為線程加鎖
6.6.1 Dispatch Semaphore 線程同步
- Dispatch Semaphore 實(shí)現(xiàn)線程同步,將異步執(zhí)行任務(wù)轉(zhuǎn)換為同步執(zhí)行任務(wù)。
/**
* semaphore 線程同步
*/
- (void)semaphoreSync{
NSLog(@"semaphore---begin");
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
__block int number = 0;
dispatch_async(queue, ^{
// 追加任務(wù)1
NSLog(@"任務(wù)1");
number = 10;
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
NSLog(@"semaphore---end,number = %d",number);
}
2018-09-01 12:21:30.061743+0800 GCDdemo[8488:1267170] semaphore---begin
2018-09-01 12:21:30.061998+0800 GCDdemo[8488:1267223] 任務(wù)1
2018-09-01 12:21:30.062167+0800 GCDdemo[8488:1267170] semaphore---end,number = 10
從 Dispatch Semaphore 實(shí)現(xiàn)線程同步的代碼可以看到:
semaphore---end 是在執(zhí)行完 number = 10; 之后才打印的。而且輸出結(jié)果 number 為 10。
這是因?yàn)楫惒綀?zhí)行不會做任何等待,可以繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)。異步執(zhí)行將任務(wù)1追加到隊(duì)列之后,不做等待,接著執(zhí)行dispatch_semaphore_wait方法。此時(shí) semaphore == 0,當(dāng)前線程進(jìn)入等待狀態(tài)。然后,異步任務(wù)1開始執(zhí)行。任務(wù)1執(zhí)行到dispatch_semaphore_signal之后,總信號量,此時(shí) semaphore == 1,dispatch_semaphore_wait方法使總信號量減1,正在被阻塞的線程(主線程)恢復(fù)繼續(xù)執(zhí)行。最后打印semaphore---end,number = 10。這樣就實(shí)現(xiàn)了線程同步,將異步執(zhí)行任務(wù)轉(zhuǎn)換為同步執(zhí)行任務(wù)
6.6.2 Dispatch Semaphore 線程安全和線程同步(為線程加鎖)
- 線程安全:如果你的代碼所在的進(jìn)程中有多個(gè)線程在同時(shí)運(yùn)行,而這些線程可能會同時(shí)運(yùn)行這段代碼。如果每次運(yùn)行結(jié)果和單線程運(yùn)行的結(jié)果是一樣的,而且其他的變量的值也和預(yù)期的是一樣的,就是線程安全的。
若每個(gè)線程中對全局變量、靜態(tài)變量只有讀操作,而無寫操作,一般來說,這個(gè)全局變量是線程安全的;若有多個(gè)線程同時(shí)執(zhí)行寫操作(更改變量),一般都需要考慮線程同步,否則的話就可能影響線程安全。
- 線程同步:可理解為線程 A 和 線程 B 一塊配合,A 執(zhí)行到一定程度時(shí)要依靠線程 B 的某個(gè)結(jié)果,于是停下來,示意 B 運(yùn)行;B 依言執(zhí)行,再將結(jié)果給 A;A 再繼續(xù)操作。
舉個(gè)簡單例子就是:兩個(gè)人在一起聊天。兩個(gè)人不能同時(shí)說話,避免聽不清(操作沖突)。等一個(gè)人說完(一個(gè)線程結(jié)束操作),另一個(gè)再說(另一個(gè)線程再開始操作)。
下面,我們模擬火車票售賣的方式,實(shí)現(xiàn) NSThread 線程安全和解決線程同步問題。
場景:總共有50張火車票,有兩個(gè)售賣火車票的窗口,一個(gè)是北京火車票售賣窗口,另一個(gè)是上海火車票售賣窗口。兩個(gè)窗口同時(shí)售賣火車票,賣完為止
6.6.2.2 線程安全(使用 semaphore 加鎖)
考慮線程安全的代碼:
/**
* 線程安全:使用 semaphore 加鎖
* 初始化火車票數(shù)量、賣票窗口(線程安全)、并開始賣票
*/
- (void)initTicketStatusSave{
NSLog(@"semaphore---begin");
semaphoreLock = dispatch_semaphore_create(1);
ticketCount = 10;
// queue1 代表北京火車票售賣窗口
dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create("com.yangkejun.GCDdemo1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
// queue2 代表上海火車票售賣窗口
dispatch_queue_t queue2 = dispatch_queue_create("com.yangkejun.GCDdemo2", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
__weak typeof(self) weakSelf = self;
dispatch_async(queue1, ^{
[weakSelf saleTicketSafe];
});
dispatch_async(queue2, ^{
[weakSelf saleTicketSafe];
});
}
/**
* 售賣火車票(線程安全)
*/
- (void)saleTicketSafe{
while (1) {
// 相當(dāng)于加鎖
dispatch_semaphore_wait(semaphoreLock, DISPATCH_TIME_FOREVER);
if (ticketCount > 0) { //如果還有票,繼續(xù)售賣
ticketCount--;
NSLog(@"%@", [NSString stringWithFormat:@"剩余票數(shù):%d 窗口:%@", ticketCount, [NSThread currentThread]]);
[NSThread sleepForTimeInterval:0.2];
} else { //如果已賣完,關(guān)閉售票窗口
NSLog(@"所有火車票均已售完 窗口:%@",[NSThread currentThread]);
// 相當(dāng)于解鎖
dispatch_semaphore_signal(semaphoreLock);
break;
}
// 相當(dāng)于解鎖
dispatch_semaphore_signal(semaphoreLock);
}
}
控制臺打印
2018-09-01 12:56:00.372291+0800 GCDdemo[8931:1322530] semaphore---begin
2018-09-01 12:56:00.372646+0800 GCDdemo[8931:1322575] 剩余票數(shù):9 窗口:<NSThread: 0x6000004676c0>{number = 3, name = (null)}
2018-09-01 12:56:00.577730+0800 GCDdemo[8931:1322577] 剩余票數(shù):8 窗口:<NSThread: 0x604000261f40>{number = 4, name = (null)}
2018-09-01 12:56:00.780380+0800 GCDdemo[8931:1322575] 剩余票數(shù):7 窗口:<NSThread: 0x6000004676c0>{number = 3, name = (null)}
2018-09-01 12:56:00.984349+0800 GCDdemo[8931:1322577] 剩余票數(shù):6 窗口:<NSThread: 0x604000261f40>{number = 4, name = (null)}
2018-09-01 12:56:01.188601+0800 GCDdemo[8931:1322575] 剩余票數(shù):5 窗口:<NSThread: 0x6000004676c0>{number = 3, name = (null)}
2018-09-01 12:56:01.393087+0800 GCDdemo[8931:1322577] 剩余票數(shù):4 窗口:<NSThread: 0x604000261f40>{number = 4, name = (null)}
2018-09-01 12:56:01.598030+0800 GCDdemo[8931:1322575] 剩余票數(shù):3 窗口:<NSThread: 0x6000004676c0>{number = 3, name = (null)}
2018-09-01 12:56:01.803240+0800 GCDdemo[8931:1322577] 剩余票數(shù):2 窗口:<NSThread: 0x604000261f40>{number = 4, name = (null)}
2018-09-01 12:56:02.007515+0800 GCDdemo[8931:1322575] 剩余票數(shù):1 窗口:<NSThread: 0x6000004676c0>{number = 3, name = (null)}
2018-09-01 12:56:02.211508+0800 GCDdemo[8931:1322577] 剩余票數(shù):0 窗口:<NSThread: 0x604000261f40>{number = 4, name = (null)}
2018-09-01 12:56:02.416522+0800 GCDdemo[8931:1322575] 所有火車票均已售完 窗口:<NSThread: 0x6000004676c0>{number = 3, name = (null)}
2018-09-01 12:56:02.416968+0800 GCDdemo[8931:1322577] 所有火車票均已售完 窗口:<NSThread: 0x604000261f40>{number = 4, name = (null)}
可以看出,在考慮了線程安全的情況下,使用 dispatch_semaphore
機(jī)制之后,得到的票數(shù)是正確的,沒有出現(xiàn)混亂的情況。我們也就解決了多個(gè)線程同步的問題。
6.7 關(guān)閉GCD任務(wù)
- 關(guān)閉未執(zhí)行的:調(diào)用
dispatch_block_cancel
來取消
需要注意必須用dispatch_block_create創(chuàng)建dispatch_block_t
未執(zhí)行的可以用此方法cancel掉,若已經(jīng)執(zhí)行則cancel不掉
- 關(guān)閉正在運(yùn)行的:使用
dispatch_block_testcancel
方法
7.偷懶封裝使用
已將之封裝成宏和簡單函數(shù),方便使用
宏封裝
// 同步會阻塞主線程
#pragma mark ********** 11.線程 GCD *********
// 異步主線程
#define kGCD_MAIN_ASYNC(main_queue_block) dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), main_queue_block)
// 異步子線程
#define kGCD_QUEUE_ASYNC(global_queue_block) dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), global_queue_block)
// 一次性執(zhí)行
#define kGCD_ONCE_BLOCK(onceBlock) static dispatch_once_t onceToken; dispatch_once(&onceToken, onceBlock);
// 異步并行隊(duì)列
#define kGCD_GROUP_ASYNC(group_async_block,group_notify_block) \
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, group_async_block);\
dispatch_group_notify(group, queue, ^{\
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), group_notify_block);\
})\
// 異步主線程執(zhí)行,不強(qiáng)持有Self,kGCD_Async_MainQueue({ self.button.padding = 20;});
#define kGCD_Async_MainQueue(x) \
__weak typeof(self) weakSelf = self; \
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ \
typeof(weakSelf) self = weakSelf; \
{x} \
});
簡單函數(shù)封裝
#pragma mark - GCD 線程處理
NS_INLINE dispatch_queue_t kGCD_queue(void) {
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
return queue;
}
/// 主線程
NS_INLINE void kGCD_main(dispatch_block_t block) {
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
if (strcmp(dispatch_queue_get_label(DISPATCH_CURRENT_QUEUE_LABEL), dispatch_queue_get_label(queue)) == 0) {
block();
}else{
if ([[NSThread currentThread] isMainThread]) {
dispatch_async(queue, block);
}else{
dispatch_sync(queue, block);
}
}
}
/// 子線程
NS_INLINE void kGCD_async(dispatch_block_t block) {
dispatch_queue_t queue = kGCD_queue();
if (strcmp(dispatch_queue_get_label(DISPATCH_CURRENT_QUEUE_LABEL), dispatch_queue_get_label(queue)) == 0) {
block();
}else{
dispatch_async(queue, block);
}
}
/// 異步并行隊(duì)列,攜帶可變參數(shù)(需要nil結(jié)尾)
NS_INLINE void kGCD_group_notify(dispatch_block_t notify,dispatch_block_t block,...) {
dispatch_queue_t queue = kGCD_queue();
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, queue, block);
va_list args;dispatch_block_t arg;
va_start(args, block);
while ((arg = va_arg(args, dispatch_block_t))) {
dispatch_group_async(group, queue, arg);
}
va_end(args);
dispatch_group_notify(group, queue, notify);
}
/// 柵欄
NS_INLINE dispatch_queue_t kGCD_barrier(dispatch_block_t block,dispatch_block_t barrier) {
dispatch_queue_t queue = kGCD_queue();
dispatch_async(queue, block);
dispatch_barrier_async(queue, ^{ dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), barrier); });
return queue;
}
/// 一次性
NS_INLINE void kGCD_once(dispatch_block_t block) {
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, block);
}
/// 延時(shí)執(zhí)行
NS_INLINE void kGCD_after(int64_t delayInSeconds, dispatch_block_t block) {
dispatch_queue_t queue = kGCD_queue();
dispatch_time_t time = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(delayInSeconds * NSEC_PER_SEC));
dispatch_after(time, queue, block);
}
NS_INLINE void kGCD_after_main(int64_t delayInSeconds, dispatch_block_t block) {
dispatch_time_t time = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(delayInSeconds * NSEC_PER_SEC));
dispatch_after(time, dispatch_get_main_queue(), block);
}
/// 主線程當(dāng)中延時(shí)執(zhí)行
NS_INLINE void kGCD_main_after(int64_t delayInSeconds, dispatch_block_t block) {
dispatch_time_t time = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(delayInSeconds * NSEC_PER_SEC));
dispatch_after(time, dispatch_get_main_queue(), block);
}
/// 快速迭代
NS_INLINE void kGCD_apply(int iterations, void(^block)(size_t idx)) {
dispatch_queue_t queue = kGCD_queue();
dispatch_apply(iterations, queue, block);
}
/// 快速遍歷數(shù)組
NS_INLINE void kGCD_apply_array(NSArray * temp, void(^block)(id obj, size_t index)) {
void (^xxblock)(size_t) = ^(size_t index){
block(temp[index],index);
};
dispatch_apply(temp.count, kGCD_queue(), xxblock);
}
/// 計(jì)時(shí)器
static dispatch_source_t gcd_timer = nil;
NS_INLINE dispatch_source_t kGCD_timer(int64_t delayInSeconds, dispatch_block_t block) {
if (gcd_timer) dispatch_source_cancel(gcd_timer);
dispatch_queue_t queue = kGCD_queue();
gcd_timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
dispatch_source_set_timer(gcd_timer, dispatch_walltime(nil, 0), delayInSeconds * NSEC_PER_SEC, 0);
dispatch_source_set_event_handler(gcd_timer, block);
dispatch_resume(gcd_timer);
return gcd_timer;
}