简介


  • GCD(Grand Center Dispatch)是Apple为多核的并行运算提出的解决方案,纯C语言
  • 更加适配多核处理器,且自动管理线程的生命周期,使用起来较为方便
  • GCD通过任务和队列实现多线程功能

    • 任务:描述所要执行的操作
    • 队列:用来存放所要执行的任务,队列中的任务遵循FIFO(First In First Out)原则

GCD的任务函数(是否开启新的线程)


  • 同步

    • 不具备开启新的线程的能力
    • 同步执行任务的函数

      • void dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block),Block类型

        • queue:任务队列
        • block(代码块):所执行的任务
      • void dispatch_sync_f(dispatch_queue_t queue, void *context, dispatch_function_t work),函数类型(每个Block类型都对应一个函数类型)

        • queue:任务队列
        • context:传递给任务函数的参数
        • work(函数):所执行的任务
    • 同步执行任务的其他函数(barrier),在前面的任务执行完毕它才执行,它后边的任务等它执行完毕才执行

      • void dispatch_barrier_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block),block类型

        • queue:任务队列,仅当该参数为并发队列时,该函数才有意义
      • dispatch_barrier_sync_f(dispatch_queue_t queue, void *context, dispatch_function_t work),函数类型

  • 异步

    • 具备开启新的线程的能力(需要将任务添加到并发队列中)
    • 异步执行任务的函数(参数意义与同步函数相同)

      • void dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block)
      • void dispatch_async_f(dispatch_queue_t queue, void *context, dispatch_function_t work)
    • 异步执行任务的其他函数(barrier),在前面的任务执行完毕它才执行,它后边的任务等它执行完毕才执行(参数意义与同步函数相同)

      • void dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block)
      • void dispatch_barrier_async_f(dispatch_queue_t queue, void *context, dispatch_function_t work)

GCD的队列(任务的执行方式)


  • 并发队列

    • 开启多个线程,使队列中的多个任务并发执行(需要异步执行函数的配合)
  • 串行队列

    • 队列中的任务一个接一个顺序地执行
  • 队列的种类

    • 串行队列

      • dispatch_queue_t dispatch_queue_create(const char *label, dispatch_queue_attr_t attr)

        • label:通常为0
        • attr:队列类型,DISPATCH_QUEUE_SERIAL
    • 并发队列

      • dispatch_queue_t dispatch_queue_create(const char *label, dispatch_queue_attr_t attr)

        • label:通常为0
        • attr:队列类型 DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT
    • 主队列(串行,只能在主线程中运行)

      • dispatch_queue_t dispatch_get_main_queue(void),获取主队列
    • 全局队列(并发)

      • dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue(long identifier, unsigned long flags)

任务与队列的组合


  • 同步函数

    • 同步函数主队列

      /**
      - 运行在主线程主队列(未开启新的线程),主线程被卡死
      - 原因:任务代码等待着当前函数执行完毕才能执行(当前函数正在执行且未执行完毕);
      当前函数等待着任务代码 执行完毕才能执行(当前任务正在执行且未执行完毕);
      相互等待,出现死锁
      */ //获取主队列
      dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
      //添加任务到队列
      dispatch_sync(queue, ^{
      //任务1代码
      });
      dispatch_sync(queue, ^{
      //任务2代码
      });
    • 同步函数串行队列

      /**
      - 运行在主线程串行非主队列(未开启新的线程),任务串行执行
      */ //创建串行队列
      dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.23565@qq", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
      //添加任务到队列
      dispatch_sync(queue, ^{
      //任务1代码
      });
      dispatch_sync(queue, ^{
      //任务2代码
      });
    • 同步函数并发队列

      /**
      - 运行在非主线程并发队列(未开启新的线程),任务串行执行
      */ //获取全局队列(并发)
      dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
      //将任务加至队列
      dispatch_sync(queue, ^{
      //任务1代码
      });
      dispatch_sync(queue, ^{
      //任务2代码
      });
  • 异步函数

    • 异步函数主队列

      /**
      - 运行在主线程主队列(未开启新的线程),任务串行执行
      */ // 获得主队列
      dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
      // 将任务加入队列
      dispatch_async(queue, ^{
      //任务1代码
      });
      dispatch_async(queue, ^{
      //任务2代码
      });
    • 异步函数串行队列

      /**
      - 运行在主函数串行非主队列(未开启新的线程),任务串行执行
      */ //创建串行队列
      dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.23565@qq", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
      //将任务加至队列
      dispatch_async(queue, ^{
      //任务1代码
      })
      dispatch_async(queue, ^{
      //任务2代码
      })
    • 异步函数并发队列

      /**
      - 运行在非主线程并发队列(开启新的线程),任务并发执行
      - 系统根据任务创建线程(无法确定任务执行在哪个线程)
      */ //获得全局并发队列
      dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
      //将任务加入队列
      dispatch_async(queue, ^{
      //任务1代码
      });
      dispatch_async(queue, ^{
      //任务2代码
      });

      线程之间的通信


  • 从主线程到子线程

    • 注意

      • 只有异步函数与并发队列的组合,才会开启新的线程,使任务并发执行
      • 通常使用异步函数将任务添加到并发队列中,来实现从主线程到子线程的通信
    • 实现代码

      dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
      //需要在子线程中执行的任务代码
      })
  • 从子线程到主线程

    • 注意

      • 主队列中的任务只能在主线程中执行
      • 通常使用异步/同步函数将任务添加到主队列中,来实现从子线程到主线程的通信
    • 实现代码

      dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
      //需要在主线程中执行的代码
      })

GCD的其他任务


  • 单次执行(通常用在单例模式的设计中)

    //定义一个标记
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
    //此处的代码只会被执行一次
    });
  • 延迟执行

    /**
    - 方法一(GCD)
    */
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
    //此处的代码将延迟执行
    }); /**
    - 方法二(performSelector)
    */
    [self performSelector:@selector(run) withObject:self afterDelay:2.0]; /**
    - 方法三(NSTimer)
    */
    [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(run) userInfo:nil repeats:NO]
  • 快速迭代

    void dispatch_apply(size_t iterations, dispatch_queue_t queue, void (^block)(size_t))
    /**
    iterations:迭代执行的次数
    queue:任务队列
    block:迭代执行的代码
    size_t:用来定义当前迭代到第几次,需要自己添加,如在size_t后添加index索引,记录当前的迭代次数
    */
  • Barrier

    /**
    - Barrier中的任务,只能在它前面的任务执行完毕才能执行
    Barrier后的任务,只能等到它执行完毕才能执行
    - 要将队列添加到自己创建的并发队列中,否其功能等同于函数
    void dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block)
    */
    //创建队列(通常是自己创建的并发队列)
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("123", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    //将任务添加到队列
    dispatch_async(queue, ^{
    //在Barrier前执行的任务代码
    });
    dispatch_barrier_async(queue, ^{
    //Barrier中的任务代码
    });
    dispatch_async(queue, ^{
    //在Barrier后执行的任务代码
    });
  • 队列组

    //获取全局并发队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    //创建队列组
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    //添加任务到队列组
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
    //任务1代码
    });
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
    //任务2代码
    });
    dispatch_group_notify(group, queue, ^{
    //任务3代码
    /**
    group组中的所有任务执行完毕在执行
    若group为空,则立即执行
    */
    });

GCD定时器


  • 实现原理

    • 创建一个DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER类型的dispatch source,并添加到dispatch queue,通过dispatch source来响应事件
    • 通过函数void dispatch_source_set_timer(dispatch_source_t source, dispatch_time_t start, uint64_t interval, uint64_t leeway),来设置dispatch source的执行事件
  • 实现代码

    //获得队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    //创建一个定时器
    self.timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue); //设置定时器的各种属性(起止时间)
    dispatch_time_t start = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(8.0 * NSEC_PER_SEC));
    uint64_t interval = (uint64_t)(1.0 * NSEC_PER_SEC);
    //设置
    dispatch_source_set_timer(self.timer, start, interval, 0); //设置回调
    dispatch_source_set_event_handler(self.timer, ^{
    //定时器被触发时所要执行的代码
    }); //开启定时器
    dispatch_resume(self.timer);
    //取消定时器
    dispatch_cancel(self.timer);
 
 

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