iOS 關于dispatch_semaphore_t、dispatch_source_t 和 dispatch_group_t 的簡單實用，用于多網絡異步回調通知

問題來源: 最近遇到了一個多網絡異步回調的問題，其實也就是我們請求的數據是異步的，我們使用了帶有返回值的方法，結果我們先獲取的結果都是空的，這個其實對新手來說，可能不知道為什么會有這個結果，這個其實稍微百度一下就能找到答案，不過還是寫一下，為大家處理一下盲區

我們主要介紹3中方法，來獲取異步方法中的回調結果

一、 使用信號量 dispatch_semaphore_t 控制請求

  • 我們先看一下實際應用中的一些列子，我們盡量仿真模擬真實的網絡請求我們看下代碼如何工作的：
/*!
 *  @author Raybon.Lee, 16-04-07 10:04:02
 *
 *  @brief 從服務器請求數據，異步返回數據，并更新UI，我們這里盡量高仿真實的網絡請求環境
 *
 *  @return 返回一個數組
 *
 *  @since <#1.0#>
 */

- (__kindof NSArray  *)fetchDataFromServe{

        //假如下面這個數組是用來存放數據的
    NSMutableArray * array = [NSMutableArray arrayWithCapacity:0];
        //下面這個來代替我們平時常用的異步網絡請求
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        for (int i=0; i<10; i++) {
            [array addObject:[NSNumber numberWithInt:i]];
        }
        NSLog(@"array = %@",array);

    });

    return array;
}

正常情況下，我們可能會有這種寫法，因為沒注意到返回數據是異步的
我們看下調用返回：

 NSArray  * resultArray = [self fetchDataFromServe];
 NSLog(@"resultArrsy = %@",resultArray);

*控制臺輸出結果：

2016-04-07 10:30:45.868 ABNumDemo[4129:1394388] resultArrsy = (
)
2016-04-07 10:30:45.875 ABNumDemo[4129:1394441] array = (
    0,
    1,
    2,
    3,
    4,
    5,
    6,
    7,
    8,
    9
)

我們第一眼看到的感覺一般都是很明確，這個值肯定存在，那為什么最終獲取的值就是不對呢，有時候考慮問題很容易凌亂，上面的結果一定反饋給我們信息了，結果是空的

  • 現在我們修改一下方法，使用信號量控制，順便說一下信號量是如何工作
- (__kindof NSArray  *)fetchDataFromServe{

        //修改下面的代碼，使用信號量來進行一個同步數據
        //我們傳入一個參數0 ，表示沒有資源，非0 表示是有資源，這一點需要搞清楚  
//補充：這里的整形參數如果是非0 就是總資源
    dispatch_semaphore_t semaoh = dispatch_semaphore_create(0);

        //假如下面這個數組是用來存放數據的
    NSMutableArray * array = [NSMutableArray arrayWithCapacity:0];
        //下面這個來代替我們平時常用的異步網絡請求
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        for (int i=0; i<10; i++) {
            [array addObject:[NSNumber numberWithInt:i]];

        }
        NSLog(@"array = %@",array);
            //謝謝葉神的糾正 修正：發送信號，信號量  管理資源數+1  車輛如果遇到綠色信號燈，等待的車輛就會減少，也就是資源數減少，一直減少到 dispatch_semaphore_wait  這個函數返回 0 才會繼續執行，
//之前注釋有點問題，這個通過相當于 放行操作 執行信號數量+1，這個地方一定觸發信號，就會通知wait 函數進行 -1 操作，也就是后面可以繼續通行

        dispatch_semaphore_signal(semaoh);

    });
        //信號等待 時，資源數 -1  阻塞當前線程 這個難理解的可以理解成等待紅綠燈的車輛，紅燈等待車輛
        //車輛自然是累加的排隊等候，沒有資源，會一直觸發信號控制
    dispatch_semaphore_wait(semaoh, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    

    return array;
}
  • 信號量的理解：
    我們初始化的時候會先設置一個信號總量，如果信號總量的整形參數是0 ，那么就是沒有資源需要等待，我們如果下面執行wait 操作，那么相當于線程擁堵，執行信號-1 操作，如果現在是綠燈通行狀態，我們會設置 sigle 信號，執行一個信號+1 操作，告訴當前線程，有一個信號可以釋放了，大概可以這么來理解
    修改之后我們再來看一下控制臺的輸出：
2016-04-07 10:36:17.361 ABNumDemo[4136:1395451] array = (
    0,
    1,
    2,
    3,
    4,
    5,
    6,
    7,
    8,
    9
)
2016-04-07 10:36:17.364 ABNumDemo[4136:1395425] resultArrsy = (
    0,
    1,
    2,
    3,
    4,
    5,
    6,
    7,
    8,
    9
)

是不是看到我們想要的效果了，其實我們就是要異步回調有結果之后再釋放資源數

二、 下面我們再看下 dispatch_group_t 的使用方法

  • 同樣我們還是寫一個仿真請求網絡的地方
- (NSArray *)fetchTheNetUserData{

    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    NSMutableArray * array = [NSMutableArray array];
    for (int i=0; i<5; i++) {
        dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
            [array addObject:[NSNumber numberWithInt:i]];
        });


    }
    return array;
}

我們現在調用一下函數看下輸出：

 NSArray * groupArray = [self fetchTheNetUserData];
    NSLog(@"grouparray = %@",groupArray);


2016-04-07 11:17:53.508 ABNumDemo[4143:1400362] grouparray = (
)

這個結果其實不是想要的結果，我們稍微修改一下

- (NSArray *)fetchTheNetUserData{

        //使用GCD創建一個group 組，這個其實不是很好理解，我們可以理解成，創建一個組，然后給這個組添加任務，等到所有組的任務都結束之后在進行一個頒獎典禮，這個就是我們要的效果
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    NSMutableArray * array = [NSMutableArray array];
    for (int i=0; i<5; i++) {
            //group  進入一個組  和dispatch_group_leave  這兩個必須是成對出現，缺一不可，如果對應不上則會出現線程阻塞，
        dispatch_group_enter(group);
        dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
            [array addObject:[NSNumber numberWithInt:i]];
                //dispatch_group_leave  離開一個組 ，這個和排毒其實有點類似
            dispatch_group_leave(group);
        });
    }
        //dispatch_group_wait  這個函數返回 0則會繼續執行，否則一直等待 group 組內的所有成員任務完畢，這個其實也是資源數增加的一個函數，等待當前線程結束
    dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"array = %@",array);

    return array;
}
  • 增加 ，一下兩種形式等價，只不過使用方式不同，看自己需求
這兩個還是稍微有點差別，一個是設置資源線程等待
  dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
下面這個是通知形式的，可以做一些沒有返回值方法的更新UI操作
 dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
  //[tableView reloadData];
    });

修改之后的輸出環境：

2016-04-07 11:22:25.251 ABNumDemo[4149:1401314] array = (
    0,
    1,
    2,
    3,
    4
)
2016-04-07 11:22:25.258 ABNumDemo[4149:1401314] grouparray = (
    0,
    1,
    2,
    3,
    4
)

通過以上兩種方法，或許我們已經看到想要的結果。

  • 有個需要注意的地方，在我們使用以上兩者中的時候，如果使用了AF嵌套，AF缺省的時候是主線程，而我們的wait 函數也是主線程，此時會造成死鎖，平時使用的時候要注意這一點。這兩天在調試的時候發現了這個，表明一下

三、 使用block 獲取異步回調的結果

  • 我們還是看代碼，直觀明了：
- (void)queryTheDataRequestWithCompletion:(void (^)(NSString * string))block{

    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        block(@"test-block");

    });
}
- (void)requestDataFormServe:(CallBlock)block{

    block(@{@"name":@"raybon"});
}

調用這兩個方法：

 [self requestDataFormServe:^(NSDictionary *dict) {
        NSString * name = dict[@"name"];
        NSLog(@"name = %@",name);

    }];
 [self queryTheDataRequestWithCompletion:^(NSString *string) {
        NSLog(@"string = ^%@",string);
    }];

接著我們看下輸出控制臺的結果：

2016-04-07 11:33:25.153 ABNumDemo[4155:1402837] name = raybon
2016-04-07 11:33:25.160 ABNumDemo[4155:1402877] string = ^test-block

這種采用block的方法，我覺得是不是更好理解呢，還好用，但是這個要針對不同的情況采取不同的方法，并不是固定的，這里只是提供幾種思路而已，有更好的想法都可以留言增加上去，技術么，當然是越優化越好。

補充一、dispatch_semaphore_t 控制請求
  • 增加一個通過源控制的請求，也是一個線程安全的，這個用的還是GCD的API，我們用代碼分析
```
      //創建一個源   DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_ADD  源類型是增加數據
dispatch_source_t source = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_ADD, 0, 0, dispatch_get_global_queue(0, 0));
    //設置事件回調
dispatch_source_set_event_handler(source, ^{

        //數據執行完畢，通知我更新UI操作
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"## 我已經收到數據，開始更新UI操作 ##");
        dispatch_source_cancel(source);
    });

});
    //source 默認處于suspend 暫停 狀態 ，我們要執行 dispatch_resume  繼續執行
dispatch_resume(source);
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{

        //此處是網絡請求，請求到數據之后，我們更新一個源
    NSLog(@"## 通知數據合并更新 ##");
    dispatch_source_merge_data(source, 1);
});
unsigned long num =   dispatch_source_get_data(source);
NSLog(@"data = %ld",num);
    //得到dispatch  源 ，獲取的是dispatch_source_create  的第三個參數，
unsigned long num1 =    dispatch_source_get_mask(source);
    //獲取dispatch 源  獲取的是dispatch_create 的第二個參數位置的信息
unsigned long num2 = dispatch_source_get_handle(source);
    //  源取消時的回調，用于關閉流處理
dispatch_source_set_cancel_handler(source, ^{
    NSLog(@"## 如果source 被取消，則執行這個函數 ##");
});
    //檢測源是否取消，如果是非0 則表示取消
long cancelNum =   dispatch_source_testcancel(source);
    //可用于源啟動時調用block，調用完成后釋放這個block，也可以在源執行中調用這個block
dispatch_source_set_registration_handler(source, ^{
    NSLog(@"我是注冊收到的回調");
});

```
* 這里我們看一下API的作用
   該API主要是監聽數據更新完畢的block回調，最簡單的方法就是網絡請求完畢需要更新UI的時候，我們會在這里面執行block
    ```      
void

dispatch_source_set_event_handler(dispatch_source_t source,
dispatch_block_t handler);
* 合并數據源的API
dispatch_source_merge_data(source, 1);
```
該API主要提供數據更新完畢時候調用一次，第二個參數不能設置為0， 否則block無反應
* 其他API就是取消源的API，我們不用的時候可以取消掉。

總結：

以上幾種方法適合我們在做一些簡單的遍歷操作的時候挺適合的，針對請求的一些異步數據，還是提醒一點，使用這個一定要注意是否有嵌套主線程，造成線程阻塞，只要思路清晰，處理這些問題還是沒問題的

  • 最后我們擴充一個資源共享的問題，同樣我們還是使用信號量控制

這個是線程安全的，每次只允許一個線程進行讀寫操作，遇到讀寫問題可以參考這里哦

//這里我們指定一個資源 wait 返回值就不會為0 執行發出信號操作
    dispatch_semaphore_t semat = dispatch_semaphore_create(1);
    NSMutableArray * array = [NSMutableArray array];

    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{

        for (int i=0; i<1000; i++) {
             dispatch_semaphore_wait(semat, DISPATCH_TIME_FOREVER);
            [array addObject:[NSNumber numberWithInt:i]];
             dispatch_semaphore_signal(semat);

        }

    });
  • 補充：
    使用信號量控制AF請求，會遇到阻塞，我們這個時候除了使用group 信號控制，這里推薦葉神提供的 runloopObserve ,簡單理解就是通過runloop 的進入，到runloop 的結束，釋放信號，這個暫且未研究完畢，完畢研究會繼續追加此文。也希望有使用到這個的大神，直接留言，會在此文追加。
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