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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。

// 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：

image

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;
}

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iOS 多線程 - GCD詳解

iOS 多線程 - GCD詳解

1. GCD 簡介

Demo下載地址

GCD優(yōu)點(diǎn)：

2. GCD 任務(wù)和隊(duì)列

3. GCD 的使用步驟

3.1 隊(duì)列的創(chuàng)建方法/獲取方法

3.2 任務(wù)的創(chuàng)建方法

4. GCD 的基本使用

4.1 同步執(zhí)行 + 并發(fā)隊(duì)列

4.2 異步執(zhí)行 + 并發(fā)隊(duì)列

4.3 同步執(zhí)行 + 串行隊(duì)列

4.4 異步執(zhí)行 + 串行隊(duì)列

4.5 同步執(zhí)行 + 主隊(duì)列

4.5.1 在主線程中調(diào)用同步執(zhí)行 + 主隊(duì)列

4.5.2 在其他線程中調(diào)用同步執(zhí)行 + 主隊(duì)列

4.6 異步執(zhí)行 + 主隊(duì)列

5. GCD 線程間的通信

6. GCD 的其他方法

6.1 GCD 柵欄方法：dispatch_barrier_async

6.2 GCD 延時(shí)執(zhí)行方法：dispatch_after

6.3 GCD 一次性代碼（只執(zhí)行一次）：dispatch_once

6.4 GCD 快速迭代方法：dispatch_apply

6.5 GCD 隊(duì)列組：dispatch_group

6.5.1 dispatch_group_notify

6.5.2 dispatch_group_wait

6.5.3 dispatch_group_enter、dispatch_group_leave

6.6 GCD 信號量：dispatch_semaphore

6.6.1 Dispatch Semaphore 線程同步

6.6.2 Dispatch Semaphore 線程安全和線程同步（為線程加鎖）

6.6.2.2 線程安全（使用 semaphore 加鎖）

6.7 關(guān)閉GCD任務(wù)

7.偷懶封裝使用

宏封裝

簡單函數(shù)封裝

備注：本文用到的部分函數(shù)方法和Demo，均來自三方庫KJEmitterView，如有需要的朋友可自行`pod 'KJEmitterView'`引入即可

多線程介紹就到此完畢，后面有相關(guān)再補(bǔ)充，寫文章不容易，還請點(diǎn)個(gè)小星星傳送門

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3.2 任務(wù)的創(chuàng)建方法

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4.1 同步執(zhí)行 + 并發(fā)隊(duì)列

4.2 異步執(zhí)行 + 并發(fā)隊(duì)列

4.3 同步執(zhí)行 + 串行隊(duì)列

4.4 異步執(zhí)行 + 串行隊(duì)列

4.5 同步執(zhí)行 + 主隊(duì)列

4.5.1 在主線程中調(diào)用同步執(zhí)行 + 主隊(duì)列

4.5.2 在其他線程中調(diào)用同步執(zhí)行 + 主隊(duì)列

4.6 異步執(zhí)行 + 主隊(duì)列

5. GCD 線程間的通信

6. GCD 的其他方法

6.1 GCD 柵欄方法：dispatch_barrier_async

6.2 GCD 延時(shí)執(zhí)行方法：dispatch_after

6.3 GCD 一次性代碼（只執(zhí)行一次）：dispatch_once

6.4 GCD 快速迭代方法：dispatch_apply

6.5 GCD 隊(duì)列組：dispatch_group

6.5.1 dispatch_group_notify

6.5.2 dispatch_group_wait

6.5.3 dispatch_group_enter、dispatch_group_leave

6.6 GCD 信號量：dispatch_semaphore

6.6.1 Dispatch Semaphore 線程同步

6.6.2 Dispatch Semaphore 線程安全和線程同步（為線程加鎖）

6.6.2.2 線程安全（使用 semaphore 加鎖）

6.7 關(guān)閉GCD任務(wù)

7.偷懶封裝使用

宏封裝

簡單函數(shù)封裝

備注：本文用到的部分函數(shù)方法和Demo，均來自三方庫KJEmitterView，如有需要的朋友可自行pod 'KJEmitterView'引入即可

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