Grand Central Dispath（GCD）：是iOS 4和OS X Snow Leopard 開始引入的新多線程編程功能。
GCD是異步執(zhí)行任務(wù)的技術(shù)之一。
我們只需要定義想執(zhí)行的任務(wù)并追加到適當?shù)腄ispatch Queue中，GCD就能生成必要的線程并計劃執(zhí)行任務(wù)。
這里的線程管理是作為系統(tǒng)的一部分來實現(xiàn)的。
在GCD出現(xiàn)之前，Cocoa框架在NSObject類中提供了 performSelectorInBackground: withObject:方法和 performSelectorOnMainThread: withObject: waitUntilDone:方法等這樣簡單的多線程技術(shù)。
而GCD出現(xiàn)后，我們就可以通過 dispatch_async(queue, ^{ });和 dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ });在后臺和主線程中完成相應(yīng)操作。
相比之下，GCD代碼更為簡潔，并且由于是系統(tǒng)管理線程，執(zhí)行效率更高。
一個CPU核一次只能執(zhí)行一個命令。CPU核執(zhí)行的命令列也是一條無分叉的路徑，即使地址分散在各處。
這種無分叉路徑不只1條，存在多條時即為“多線程”。
多線程可能是一個CPU核在多個線程之間來回切換，看上去像一個CPU核并列地執(zhí)行多個線程一樣。也有可能是真的具有多個CPU核并行執(zhí)行多個線程。
多線程可能發(fā)生的問題：
1、多個線程同時更新相同的資源，導(dǎo)致數(shù)據(jù)競爭；
2、多個線程相互等待，形成死鎖；
3、使用太多線程會消耗大量內(nèi)存；
但是多線程也必須使用，因為多線程可以保證應(yīng)用程序的響應(yīng)性能。但是長時間的處理不能在主線程中執(zhí)行，需在其他線程中執(zhí)行。因為在主線程中長時間處理會妨礙主循環(huán)RunLoop的執(zhí)行，從而導(dǎo)致不能更新用戶界面，應(yīng)用程序的畫面長時間停滯等問題。
“定義想執(zhí)行的任務(wù)并追加到適當?shù)腄ispatch Queue中”。其中，Dispatch Queue就是執(zhí)行處理任務(wù)的等待隊列，而Block中就是待執(zhí)行的任務(wù)。
在執(zhí)行處理時，會用到兩種隊列：
1、Serial Dispatch Queue: 等待前一個任務(wù)執(zhí)行完畢再開始處理下一個任務(wù)；
2、Concurrent Dispatch Queue: 不等待前一個任務(wù)處理完就開始執(zhí)行下一個任務(wù)；
關(guān)于串行/并行，同步/異步的理解：
異步串行：就是另起一個新的線程，在這個新線程中，按照任務(wù)加入的順序依次執(zhí)行完所有的任務(wù);
異步并行：就是創(chuàng)建多個新的線程，同時執(zhí)行多個任務(wù)，因此，這個方式執(zhí)行完任務(wù)的順序是隨機的;
同步并行：就是不創(chuàng)建新的線程，因此，即使是并行的隊列，也必須按照任務(wù)添加的順序依次執(zhí)行完，才能繼續(xù)后面的任務(wù);
同步串行：和同步并行一樣，不能開啟新線程，只能按隊列中任務(wù)的順序來依次執(zhí)行。
XNU內(nèi)核（iOS和OS X的核心）決定了可以并行的線程最大數(shù)；XNU內(nèi)核通過Concurrent Dispatch Queue來管理并執(zhí)行多線程。
1、通過 GCD的API：dispatch_queue_create生成Dispatch Queue。
2、獲取系統(tǒng)標準提供的Dispatch Queue；
dispatch_queue_create(<#const char * _Nullable label#>, <#dispatch_queue_attr_t _Nullable attr#>)
其中，label表示queue的名稱，通常使用應(yīng)用程序ID的逆序全稱域名來表示。這樣也方便程序在出現(xiàn)crash時，方便定位和調(diào)試。
第二個參數(shù)，attr用來指明要生成的隊列類型，NULL和DISPATCH_QUEUE_SERIAL都表示生成串行隊列，DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT表示生成并行隊列。
dispatch_queue_create函數(shù)可以生成任意個Dispatch Queue。
當生成多個串行Dispatch Queue時，各個串行隊列分別對應(yīng)生成自己的線程，來并行執(zhí)行，但是每個串行隊列同時只能執(zhí)行一個處理。
如果生成過多的串行隊列，就會生成多個線程，因此會消耗大量的內(nèi)存，引起大量的上下文切換，大幅降低系統(tǒng)的響應(yīng)性能。
因此只在避免多線程更新相同資源導(dǎo)致的數(shù)據(jù)競爭問題時，使用Serial Dispatch Queue。因此Serial Dispatch Queue生成的數(shù)量僅需所需要的數(shù)量。
在不存在數(shù)據(jù)競爭想并行處理問題時，可以使用Concurrent Dispatch Queue。對于并行隊列，不管生成多少，XNU內(nèi)核只使用有效管理的線程，因此不會出現(xiàn)串行隊列大量消耗內(nèi)存的問題。
因為Dispatch Queue的dispatch_queue_t類型，不是OC對象，不能自動管理其內(nèi)存，因此通過dispatch_queue_create函數(shù)生成的Dispatch Queue需要我們通過dispatch_retain和dispatch_release函數(shù)來管理內(nèi)存。在ARC中不需要使用dispatch_retain和dispatch_release函數(shù)。
即使在 dispatch_async后立即通過dispatch_release釋放dispatch_queue_create創(chuàng)建的隊列，也不會有任何問題。
因為，在dispatch_async函數(shù)中追加Block到Dispatch Queue中后，該Block就通過dispatch_retain函數(shù)持有了Dispatch Queue，因此，Dispatch Queue不會被立即廢棄，Block也可以執(zhí)行，當Block執(zhí)行結(jié)束后，這時誰都不持有Dispatch Queue，Dispatch Queue被廢棄了，因此，會通過dispatch_release函數(shù)釋放掉Dispatch Queue。
在其他的GCD的API中，名稱中含有“create”的API生成的對象，都有必要通過dispatch_retain函數(shù)持有，和dispatch_release函數(shù)在不需要時釋放。在ARC中不需要使用dispatch_retain和dispatch_release函數(shù)。
2、獲取系統(tǒng)標準提供的Dispatch Queue
通過獲取系統(tǒng)提供的Main Dispatch Queue 和Global Dispatch Queue。
Main Dispatch Queue是主線程隊列，是一個串行隊列。用來執(zhí)行一些界面更新之類的處理。
Global Dispatch Queue是全局隊列，是一個并行隊列。Global Dispatch Queue分為四個優(yōu)先級，分別是：高優(yōu)先級，默認優(yōu)先級，低優(yōu)先級，后臺優(yōu)先級。
系統(tǒng)隊列獲取的方法：
//Main Dispatch Queue
dispatch_queue_t mainDispatchQueue = dispatch_get_main_queue();
//高優(yōu)先級Global Dispatch Queue
dispatch_queue_t globalDispatchQueueHigh = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0);
//默認優(yōu)先級Global Dispatch Queue
dispatch_queue_t globalDispatchQueueDefault = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
//低優(yōu)先級Global Dispatch Queue
dispatch_queue_t globalDispatchQueueLow = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW, 0);
//后臺優(yōu)先級Global Dispatch Queue
dispatch_queue_t globalDispatchQueueBackground = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND, 0);
對Main Dispatch Queue 和Global Dispatch Queue使用dispatch_retain和dispatch_release函數(shù)不會產(chǎn)生任何作用。在ARC中不需要使用dispatch_retain和dispatch_release函數(shù)。
使用dispatch_queue_create生成的隊列，不管是Serial Dispatch Queue還是Concurrent Dispatch Queue，都是和默認優(yōu)先級的Global Dispatch Queue相同執(zhí)行優(yōu)先級的。
如果需要變更隊列的優(yōu)先級，就需要使用 dispatch_set_target_queue(<#dispatch_object_t _Nonnull object#>, <#dispatch_queue_t _Nullable queue#>)。
其中，第一個參數(shù)：是待變更優(yōu)先級的隊列。
第二個參數(shù)是：要使用的優(yōu)先級的Global Dispatch Queue。
但是，待變更的隊列不能是Main Dispatch Queue 和Global Dispatch Queue，因為不知道會發(fā)生什么狀況。
并行——>串行：變更執(zhí)行階層。
如果多個Serial Dispatch Queue（Queue1，Queue2，Queue3…）都使用dispatch_set_target_queue函數(shù)指定目標為一個新的Serial Dispatch Queue（Queue A），那么原先本應(yīng)并行執(zhí)行的多個Serial Dispatch Queue（Queue1，Queue2，Queue3…），在目標Serial Dispatch Queue（Queue A）上，就會串行執(zhí)行，也就是，同時只能執(zhí)行一個處理。
這種變更執(zhí)行階層，在某些情況下可以防止并行處理。
1、 dispatch_after表示在指定時間后執(zhí)行處理。但可能不是嚴格按照指定時間執(zhí)行，而是稍有延遲。
dispatch_after(<#dispatch_time_t when#>, <#dispatch_queue_t _Nonnull queue#>, <#^(void)block#>)
第一個參數(shù)：when是指定時間的dispatch_time_t類型；
第二個參數(shù)是：要追加處理的隊列；
第三個參數(shù)是：要處理的Block；
dispatch_time_t類型的時間可以通過dispatch_time或 dispatch_walltime獲得。
dispatch_time是通過計算相對時間獲取時間；
dispatch_time_t time = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 200ull * NSEC_PER_SEC);
表示獲取從現(xiàn)在起200毫秒以后的時間。
dispatch_walltime是通過計算絕對時間獲取的時間。
dispatch_walltime是從struct timespec類型獲取dispatch_time_t時間類型；
如果我們想在Dispatch Queue中的多個處理全部執(zhí)行完成時，做相應(yīng)的結(jié)束處理。
對于Serial Dispatch Queue來說，我們只需要將結(jié)束處理追加在隊列的最后就可以了。
但是對于Concurrent Dispatch Queue來說，每個任務(wù)執(zhí)行完成的時機是不確定的，因此追加最后的結(jié)束處理也比較困難。對于這種情況，我們就可以使用Dispatch Group。
demo如下：
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
? ? dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
? ? dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@"1");});
? ? dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@"2");});
? ? dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@"3");});
? ? dispatch_group_notify(group, queue, ^{NSLog(@"4");});
同一段代碼，多打印幾次日志，
可以發(fā)現(xiàn)：
前三個Block輸出的日志順序是不確定的，但是最后一個block的輸出次序一定是在最后，也就是隊列中的前三個Block執(zhí)行完畢后再執(zhí)行。
dispatch_group_async的用法與 dispatch_async函數(shù)基本相同，都可以追加Block到Dispatch Queue中，與dispatch_async不同的是，dispatch_group_async多了一個參數(shù)Dispatch Group，并且指定的Block是屬于對應(yīng)的Dispatch Group的。
在Dispatch Group中也可以使用 dispatch_group_wait函數(shù)來在指定時間結(jié)束或全部處理結(jié)束時執(zhí)行。
dispatch_group_wait(<#dispatch_group_t _Nonnull group#>, <#dispatch_time_t timeout#>)
中，第一個參數(shù)就是要監(jiān)測的group，第二個參數(shù)就是需等待的dispatch_time_t時間類型。
dispatch_group_wait函數(shù)一旦調(diào)用，就會處于調(diào)用而不返回狀態(tài)，因此，調(diào)用其的線程就會處于停止狀態(tài)，只要等group執(zhí)行結(jié)束或者指定時間到達時，才會返回。
dispatch_time_t time = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 200ull * NSEC_PER_SEC);
long result = dispatch_group_wait(group, time);
if (result == 0)
{
//返回值result為0時，表示經(jīng)過指定時間time后，Dispatch Group中的處理依然沒有執(zhí)行結(jié)束。
}
else
{
//返回值result不為0時，表示Dispatch Group中的處理已經(jīng)全部執(zhí)行結(jié)束。
}
返回值result不為0時，表示經(jīng)過指定時間time后，Dispatch Group中的處理依然沒有執(zhí)行結(jié)束。返回值result為0時，表示Dispatch Group中的處理已經(jīng)全部執(zhí)行結(jié)束。
dispatch_barrier_async函數(shù)結(jié)合 dispatch_queue_create函數(shù)生成的Concurrent Dispatch Queue一起，可以使追加在dispatch_barrier_async之前的處理全部執(zhí)行結(jié)束后，再將dispatch_barrier_async中追加在Queue里的處理執(zhí)行。dispatch_barrier_async中的處理執(zhí)行完畢后，再恢復(fù)dispatch_async的一般動作，執(zhí)行dispatch_barrier_async之后所追加的處理。
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queue1", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(queue, block1);
dispatch_async(queue, block2);
dispatch_async(queue, block3);
dispatch_barrier_async(queue, block4);
dispatch_async(queue, block5);
dispatch_async(queue, block6);
dispatch_async(queue, block7);
使用dispatch_barrier_async函數(shù)和 dispatch_queue_create函數(shù)生成的Concurrent Dispatch Queue可以實現(xiàn)高效率的安全的數(shù)據(jù)庫訪問和文件訪問。
dispatch_sync是等待處理執(zhí)行結(jié)束后，再繼續(xù)。
一旦調(diào)用，在指定處理結(jié)束之前，該函數(shù)不會返回。效果等同于dispatch_group_wait函數(shù)。
dispatch_sync和主線程隊列Main Dispatch Queue，以及Serial Dispatch Queue一起使用時，很容易形成死鎖。需謹慎使用。
比如，下面的和Main Dispatch Queue一起使用：
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
? ? dispatch_async(queue, ^{
? ? ? ? dispatch_sync(queue, ^{NSLog(@"hello");});
? ? });
? ? NSLog(@"what");
在執(zhí)行這幾行代碼時，會在第三行代碼處，報Thread 1: EXC_BAD_INSTRUCTION (code=EXC_I386_INVOP, subcode=0x0)死鎖的錯誤。因此最后一行代碼時執(zhí)行不到的。
同樣的，在和Serial Dispatch Queue一起使用時，也容易發(fā)生類似問題：
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queue", NULL);
? ? dispatch_async(queue, ^{
? ? ? ? dispatch_sync(queue, ^{NSLog(@"hello");});
? ? });
? ? NSLog(@"what");
在執(zhí)行這幾行代碼時，會在第三行代碼處，報Thread 4: EXC_BAD_INSTRUCTION (code=EXC_I386_INVOP, subcode=0x0)死鎖的錯誤。因此最后一行代碼時執(zhí)行不到的。
dispatch_apply(<#size_t iterations#>, <#dispatch_queue_t? _Nonnull queue#>, <#^(size_t)block#>)
第一個參數(shù)iterations：重復(fù)的次數(shù)；
第二個參數(shù)queue：要追加的隊列；
第三個參數(shù)block：要追加的處理；
demo如下：
NSArray *array = [NSArray arrayWithObjects:@0, @1, @2, @3, nil];
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_apply([array count], queue, ^(size_t index){
? ? NSLog(@"%@",[array objectAtIndex:index]);
});
根據(jù)打印的日志
可以看出， dispatch_apply是非同步的。但是 dispatch_apply會等待追加的處理全部執(zhí)行完畢。
掛起指定隊列：
dispatch_suspend(queue);
恢復(fù)指定隊列：
dispatch_resume(queue);
dispatch_semaphore_wait(<#dispatch_semaphore_t? _Nonnull dsema#>, <#dispatch_time_t timeout#>)
是比Serial Dispatch Queue和dispatch_barrier_async更細粒度的避免數(shù)據(jù)競爭的排他控制方法。
dispatch_semaphore_wait和dispatch_group_wait一樣，可以設(shè)定等待時間，當指定時間到達時，或者Dispatch Semaphore的計數(shù)值大于等于1時返回。返回時會將Dispatch Semaphore的計數(shù)值減1。
當Dispatch Semaphore的計數(shù)值大于等于1時或者在指定等待時間內(nèi)Dispatch Semaphore的計數(shù)值大于等于1時，返回值為0。當指定時間到時，Dispatch Semaphore的計數(shù)值為0的話，返回值不為0。
當dispatch_semaphore_wait返回值為0時，就可安全的執(zhí)行排他處理。處理結(jié)束后，使用 dispatch_semaphore_signal函數(shù)將Dispatch Semaphore的計數(shù)值加1。
dispatch_once函數(shù)保證程序中只執(zhí)行一次處理的函數(shù)。通常用在生成單例對象時。
使用GCD要比使用NSThread和pthreads這些一般的多線程編程API更好。因為任何由程序員編寫的管理線程的代碼，在性能方面都比不上iOS和OS X的核心XNU內(nèi)核級實現(xiàn)的GCD。因此我們可以盡量多使用GCD或者使用Cocoa框架中GCD的NSOperation類的API。
