GCD簡析

Grand Central Dispatch是一種異步執行任務技術。Dispatch Queue是執行處理的等待隊列。它按照追加的順序(FIFO)執行處理。Dispatch Queue按照是否等待處理可以分為serial Dispatch Queue和Concurrent Dispatch Queue。serial Dispatch Queue中的block只在一個線程中順序執行,而Concurrent Dispatch Queue中的block會在多個線程中并行執行。


image.png

1.GCD使用簡介

1.1 dispatch_queue

dispatch_queue_t可以通過dispatch_queue_create生成自定義隊列,也可以使用dispatch_get_global_queuedispatch_get_main_queue函數來生成全局隊列和主隊列。
dispatch_queue_create中的第一個參數label表示queue的名稱,attr表示是否是并行隊列。dispatch_queue_create創建的隊列默認優先級為Default Priority

dispatch_queue_create(const char *_Nullable label,
    dispatch_queue_attr_t _Nullable attr);

如果想修改dispatch_queue_create創建的隊列的優先級,可以使用dispatch_set_target_queue

dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("com.cmcc.gcdserial", NULL);
dispatch_queue_t backgroundQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND, 0);
//設置serialQueue優先級為backgroundQueue的優先級
dispatch_set_target_queue(serialQueue, backgroundQueue);   

同時在多個serial dispatch Queue中,可以通過設置dispatch_set_target_queue使多個queue串行執行。

dispatch_get_global_queue用來創建一個全局隊列。第一個參數identifier表示隊列的優先級,第二個參數為保留字段。優先級有High PriorityDefault PriorityLow PriorityBackground Priority4種(在iOS8.0之前)和QOS_CLASS_USER_INTERACTIVEQOS_CLASS_USER_INITIATEDQOS_CLASS_DEFAULTQOS_CLASS_UTILITYQOS_CLASS_UTILITYQOS_CLASS_UNSPECIFIED5種(iOS8.0及之后)。
全局隊列默認都是并發隊列。

dispatch_get_global_queue(long identifier, unsigned long flags);

dispatch_get_main_queue用來獲得主隊列。主隊列是一個串行隊列。

dispatch_get_main_queue()
1.2 dispatch_async & dispatch_sync

dispatch_async表示異步執行隊列,dispatch_sync表示同步執行隊列。異步就是不等待處理結果,同步就是等待處理結果。不過對于串行隊列,dispatch_asyncdispatch_sync效果一樣。

__block NSString *serialStr = @"I am serial";
dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("com.cmcc.gcdserial", NULL);
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    dispatch_sync(serialQueue, ^{
        NSLog(@"no.1 %@",serialStr);
        serialStr = @"I am changed";
    });
});
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    dispatch_sync(serialQueue, ^{
        NSLog(@"no.2 %@",serialStr);
    });
});
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    dispatch_sync(serialQueue, ^{
        NSLog(@"no.3 %@",serialStr);
    });
});

dispatch_sync處理不當容易引起死鎖。因此使用時需慎重。比如在主線程中執行以下代碼。

dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
    NSLog(@"I am locked");
});
1.3 dispatch_after

dispatch_after用于延遲一定時間把執行得block加入到隊列中。同時這個延時不是精確的,它取決于隊列線程runloop,可能會跳過一個runloop周期。

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3ull * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
    NSLog(@"wait at least 3 seconds");  //3s后追加這block到queue
});
1.4 dispatch_group

dispatch_group用于對多個處理全部結束后執行處理結果。group通過dispatch_group_create創建,queue通過dispatch_get_global_queue創建。可以通過dispatch_group_async向group中加入block,或者通過dispatch_group_enterdispatch_group_leave之間加入block。 dispatch_notify用于前面group中加入的block執行完后通知執行處理結果。dispatch_wait用于等待前面group中加入的block執行。dispatch_wait會阻塞線程,dispatch_notify不會阻塞線程。

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
__block NSMutableArray *arr = [NSMutableArray arrayWithCapacity:0];
dispatch_group_async(group, queue, ^{
    [arr addObject:@1];
});
dispatch_group_async(group, queue, ^{
    [arr addObject:@2];
});
dispatch_notify(group, queue, ^{
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"update UI with arr %@", arr);
    });
});
1.5 dispatch_barrier

對于數據庫和文件的讀寫,往往希望并行讀,同步寫。這種情形可以通過dispatch_barrier實現。barrier就像一個柵欄,把queue分為barrier之前和barrier之后。先執行barrier之前的,再執行barrier之中的,最后執行barrier之后的。

__block NSString *barrierStr = @"barrier init";
dispatch_queue_t barrierqueue = dispatch_queue_create("com.cmcc.gcdbarrier", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(barrierqueue, ^{
    NSLog(@"read 1 %@",barrierStr);
});
dispatch_async(barrierqueue, ^{
    NSLog(@"read 2 %@",barrierStr);
});
dispatch_barrier_async(barrierqueue, ^{
    barrierStr = @"barrier changed";
    NSLog(@"write 3 %@",barrierStr);
});
dispatch_async(barrierqueue, ^{
    NSLog(@"read 4 %@",barrierStr);
});
dispatch_async(barrierqueue, ^{
    NSLog(@"read 5 %@",barrierStr);
});
dispatch_async(barrierqueue, ^{
    NSLog(@"read 6 %@",barrierStr);
});
1.6 dispatch_apply

dispatch_apply效果與dispatch_group效果類似。但是多了一個次數的參數。

dispatch_apply(6, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^(size_t index) {
    NSLog(@"%zu",index);
});
NSLog(@"done");

執行結果為:

2018-01-03 12:54:57.690983+0800 GCDDemo[19151:3684607] 2
2018-01-03 12:54:57.690987+0800 GCDDemo[19151:3684605] 1
2018-01-03 12:54:57.690990+0800 GCDDemo[19151:3684608] 3
2018-01-03 12:54:57.690993+0800 GCDDemo[19151:3684670] 5
2018-01-03 12:54:57.690988+0800 GCDDemo[19151:3684509] 4
2018-01-03 12:54:57.690983+0800 GCDDemo[19151:3684606] 0
2018-01-03 12:54:57.692172+0800 GCDDemo[19151:3684509] done
1.7 dispatch_block

dispatch_block_t是在iOS8及之后引入的,用于監聽和取消執行的block。監聽通過dispatch_waitdispatch_notifyblock的執行。另外通過dispatch_block_cancel來取消執行的block。這個只能取消還沒執行的block。

dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("com.cmcc.serial", NULL);
dispatch_block_t block1 = dispatch_block_create(0, ^{
    NSLog(@"start block1");
    [NSThread sleepForTimeInterval:3];
    NSLog(@"end block1");
});
dispatch_async(serialQueue, block1);
long result = dispatch_wait(block1, dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 5 * NSEC_PER_SEC));
if (result == 0) {
    NSLog(@"success perform block1");
} else {
    NSLog(@"time out");
}

dispatch_block_t block2 = dispatch_block_create(0, ^{
    NSLog(@"start block2");
    [NSThread sleepForTimeInterval:3];
    NSLog(@"end block2");
});
dispatch_async(serialQueue, block2);
dispatch_block_cancel(block1);
dispatch_block_cancel(block2);
1.8 dispatch_semaphore_t

dispatch_semaphore_t表示一個信號量。如果信號量不大于0,dispatch_wait則會阻塞線程。如果用dispatch_semaphore_signal則會為該semaphore增加一個計數。可以用semaphore來做同步操作。

dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);
dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
NSMutableArray *array = [NSMutableArray new];
for (int i=0; i<10000; i++) {
    dispatch_async(globalQueue, ^{
        dispatch_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        [array addObject:[NSNumber numberWithInt:i]];
        NSLog(@"current number is %d",i);
        dispatch_semaphore_signal(semaphore);
    });
}
1.9 dispatch_once

dispatch_once是用來創建單例的,它比傳統的單例創建比優勢是多線程安全的。

static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
    //init
});
1.10 dispatch_source

Dispatch Source是BSD內核功能kqueue的包裝。kqueue是在XNU內核發生各種事件時,在應用程序編程執行處理的方式。
Dispatch Source可以處理以下事件:

名稱 內容
DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_ADD 變量增加
DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_OR 變量OR
DISPATCH_SOURCE_TYPE_MACH_SEND MACH端口發送
DISPATCH_SOURCE_TYPE_MACH_RECV MACH端口接收
DISPATCH_SOURCE_TYPE_PROC 檢測到與進程相關的事件
DISPATCH_SOURCE_TYPE_READ 可讀取文件映像
DISPATCH_SOURCE_TYPE_SIGNAL 接收信號
DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER 定時器
DISPATCH_SOURCE_TYPE_VNODE 文件系統有變更
DISPATCH_SOURCE_TYPE_WRITE 可寫入文件映像

下面是GCDAsyncSocket使用DISPATCH_SOURCE_TYPE_READ異步讀取文件映像的例子。

//1.創建基于DISPATCH_SOURCE_TYPE_READ的dispatch source
accept4Source = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_READ, socket4FD, 0, socketQueue);
        
int socketFD = socket4FD;
dispatch_source_t acceptSource = accept4Source;
        
__weak IDMPGCDAsyncSocket *weakSelf = self;

//2.指定read事件發生時執行的處理        
dispatch_source_set_event_handler(accept4Source, ^{ @autoreleasepool {
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic warning "-Wimplicit-retain-self"
            
    __strong IDMPGCDAsyncSocket *strongSelf = weakSelf;
    if (strongSelf == nil) return_from_block;
            
    LogVerbose(@"event4Block");
            
    unsigned long i = 0;
    unsigned long numPendingConnections = dispatch_source_get_data(acceptSource);
            
    LogVerbose(@"numPendingConnections: %lu", numPendingConnections);
            
    while ([strongSelf doAccept:socketFD] && (++i < numPendingConnections));
            
#pragma clang diagnostic pop
}});

//3.指定取消source時執行的處理        
dispatch_source_set_cancel_handler(accept4Source, ^{
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic warning "-Wimplicit-retain-self"
            
    #if !OS_OBJECT_USE_OBJC
    LogVerbose(@"dispatch_release(accept4Source)");
    dispatch_release(acceptSource);
    #endif
            
    LogVerbose(@"close(socket4FD)");
    close(socketFD);
        
#pragma clang diagnostic pop
});
        
LogVerbose(@"dispatch_resume(accept4Source)");
//4.啟動dispatch source
dispatch_resume(accept4Source);

下面這個是GCDAsyncSocket使用DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER的例子。

//1.創建基于DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER的dispatch source
connectTimer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, socketQueue);
    
__weak IDMPGCDAsyncSocket *weakSelf = self;
//2.設置超時時的處理        
dispatch_source_set_event_handler(connectTimer, ^{ @autoreleasepool {
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic warning "-Wimplicit-retain-self"
    
    __strong IDMPGCDAsyncSocket *strongSelf = weakSelf;
    if (strongSelf == nil) return_from_block;
        
    [strongSelf doConnectTimeout];
        
#pragma clang diagnostic pop
}});
    
#if !OS_OBJECT_USE_OBJC
dispatch_source_t theConnectTimer = connectTimer;
//3.設置source取消時的處理      
dispatch_source_set_cancel_handler(connectTimer, ^{
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic warning "-Wimplicit-retain-self"
        
    LogVerbose(@"dispatch_release(connectTimer)");
    dispatch_release(theConnectTimer);
        
#pragma clang diagnostic pop
});
#endif
    
dispatch_time_t tt = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(timeout * NSEC_PER_SEC));
//4.設置定時器超時時間
dispatch_source_set_timer(connectTimer, tt, DISPATCH_TIME_FOREVER, 0);
//5.啟動dispatch source
dispatch_resume(connectTimer);

2. 參考

Dispatch
Objective-C高級編程
細說GCD(Grand Central Dispatch)如何用
CocoaAsyncSocket
深入理解GCD

?著作權歸作者所有,轉載或內容合作請聯系作者
平臺聲明:文章內容(如有圖片或視頻亦包括在內)由作者上傳并發布,文章內容僅代表作者本人觀點,簡書系信息發布平臺,僅提供信息存儲服務。
  • 序言:七十年代末,一起剝皮案震驚了整個濱河市,隨后出現的幾起案子,更是在濱河造成了極大的恐慌,老刑警劉巖,帶你破解...
    沈念sama閱讀 229,963評論 6 542
  • 序言:濱河連續發生了三起死亡事件,死亡現場離奇詭異,居然都是意外死亡,警方通過查閱死者的電腦和手機,發現死者居然都...
    沈念sama閱讀 99,348評論 3 429
  • 文/潘曉璐 我一進店門,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來,“玉大人,你說我怎么就攤上這事。” “怎么了?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 178,083評論 0 383
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵,是天一觀的道長。 經常有香客問我,道長,這世上最難降的妖魔是什么? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 63,706評論 1 317
  • 正文 為了忘掉前任,我火速辦了婚禮,結果婚禮上,老公的妹妹穿的比我還像新娘。我一直安慰自己,他們只是感情好,可當我...
    茶點故事閱讀 72,442評論 6 412
  • 文/花漫 我一把揭開白布。 她就那樣靜靜地躺著,像睡著了一般。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪。 梳的紋絲不亂的頭發上,一...
    開封第一講書人閱讀 55,802評論 1 328
  • 那天,我揣著相機與錄音,去河邊找鬼。 笑死,一個胖子當著我的面吹牛,可吹牛的內容都是我干的。 我是一名探鬼主播,決...
    沈念sama閱讀 43,795評論 3 446
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼,長吁一口氣:“原來是場噩夢啊……” “哼!你這毒婦竟也來了?” 一聲冷哼從身側響起,我...
    開封第一講書人閱讀 42,983評論 0 290
  • 序言:老撾萬榮一對情侶失蹤,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎,沒想到半個月后,有當地人在樹林里發現了一具尸體,經...
    沈念sama閱讀 49,542評論 1 335
  • 正文 獨居荒郊野嶺守林人離奇死亡,尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內容為張勛視角 年9月15日...
    茶點故事閱讀 41,287評論 3 358
  • 正文 我和宋清朗相戀三年,在試婚紗的時候發現自己被綠了。 大學時的朋友給我發了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片。...
    茶點故事閱讀 43,486評論 1 374
  • 序言:一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡,死狀恐怖,靈堂內的尸體忽然破棺而出,到底是詐尸還是另有隱情,我是刑警寧澤,帶...
    沈念sama閱讀 39,030評論 5 363
  • 正文 年R本政府宣布,位于F島的核電站,受9級特大地震影響,放射性物質發生泄漏。R本人自食惡果不足惜,卻給世界環境...
    茶點故事閱讀 44,710評論 3 348
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望。 院中可真熱鬧,春花似錦、人聲如沸。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 35,116評論 0 28
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽。三九已至,卻和暖如春,著一層夾襖步出監牢的瞬間,已是汗流浹背。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 36,412評論 1 294
  • 我被黑心中介騙來泰國打工, 沒想到剛下飛機就差點兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道東北人。 一個月前我還...
    沈念sama閱讀 52,224評論 3 398
  • 正文 我出身青樓,卻偏偏與公主長得像,于是被迫代替她去往敵國和親。 傳聞我的和親對象是個殘疾皇子,可洞房花燭夜當晚...
    茶點故事閱讀 48,462評論 2 378

推薦閱讀更多精彩內容