IOS任务管理之GCD使用

前言：

前天学了IOS的NSOperation基本使用，我们得知NSOperation也是基于IOS GCD（Grand Central Dispatch）实现，其实在做IOS开发中GCD已经基本上能够满足大部分需求。作为IOS开发工程师很有必要对GCD做个全面了解，今天一边写demo一边对比总结一下GCD使用。

了解GCD

GCD是Grand Central Dispatch的简称，它是基于C语言的。如果使用GCD，完全由系统管理线程，我们不需要编写线程代码。只需定义想要执行的任务,然后添加到适当的调度队列(dispatch queue)。GCD会负责创建线程和调度你的任务，系统直接提供线程管理。

执行方式

使用线程就离不开线程队列的执行方式和任务的执行方式，大致分以下几个：

• 串行（Serial）：让任务一个接着一个地执行（一个任务执行完毕后，再执行下一个任务）

• 并行（Concurrent）：可以让多个任务并发（同时）执行（自动开启多个线程同时执行任务）并发功能只有在异步（dispatch_async）函数下才有效。

• 同步（Synchronous）：在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力

• 异步（Asynchronous）：在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力

调度队列

上面了解到Dispatch 通过分发开发者提供的不同queue来调度任务，我们来看下GCD有哪些队列。

队列类型	创建方式
主线程串行队列（mian）	dispatch_get_main_queue();
自定义串行队列（Serial）	dispatch_queue_create("MySerialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
自定义并行队列（Concurrent）	dispatch_queue_create("MyConcurrentQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
全局并行队列（global）	dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

添加执行任务的方式大致有两种：dispatch_sync 同步执行任务函数，不会开启新的线程，dispatch_async 异步执行任务函数，会开启新的线程，接下来分别看下他们的使用示例；

主线程串行队列（mian）

    dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();
    dispatch_async(mainQueue, ^{
        //在block里写要执行的任务（代码）
        NSLog(@"currentThread1:%@ isMainThread：%@",[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]?@"YES":@"NO");
    });

    dispatch_async(mainQueue, ^{
        //在block里写要执行的任务（代码）
        NSLog(@"currentThread2:%@ isMainThread：%@",[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]?@"YES":@"NO");
    });

    dispatch_async(mainQueue, ^{
        //在block里写要执行的任务（代码）
        NSLog(@"currentThread3:%@ isMainThread：%@",[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]?@"YES":@"NO");
    });

注意：

主线程串行队列执行在主线程中，一般使用都是调用dispatch_async添加任务，使用dispatch_sync添加任务会导致死锁问题。

运行结果：

通过运行结果可以得知，虽然任务是通过dispatch_async添加执行的，但是并没有创建子线程去执行任务，而是执行在主线程中。

自定义串行队列（Serial）

有时我们需要创建一个串行任务并且需要执行在子线程中，这时就需要创建串行队列，进行异步添加调用方式执行任务。

    dispatch_queue_t mySerialQueue = dispatch_queue_create("MySerialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

    dispatch_async(mySerialQueue, ^{
        //在block里写要执行的任务（代码）
        NSLog(@"currentThread1:%@ isMainThread：%@",[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]?@"YES":@"NO");
    });

    dispatch_async(mySerialQueue, ^{
        //在block里写要执行的任务（代码）
        NSLog(@"currentThread2:%@ isMainThread：%@",[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]?@"YES":@"NO");
    });

    dispatch_async(mySerialQueue, ^{
        //在block里写要执行的任务（代码）
        NSLog(@"currentThread3:%@ isMainThread：%@",[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]?@"YES":@"NO");
    });

运行结果：

可以看出串行队列异步执行创建了一个线程，并且是依次执行。

全局并行队列（global）

相对与串行任务队列，有时我们需要同时执行多个任务，这个时候我们就需要使用并行任务队列了，这里我们采用全部并行队列。

    dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, );
    dispatch_async(globalQueue, ^{
        //在block里写要执行的任务（代码）
        NSLog(@"currentThread1:%@ isMainThread：%@",[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]?@"YES":@"NO");
    });

    dispatch_async(globalQueue, ^{
        //在block里写要执行的任务（代码）
        NSLog(@"currentThread2:%@ isMainThread：%@",[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]?@"YES":@"NO");
    });

    dispatch_async(globalQueue, ^{
        //在block里写要执行的任务（代码）
        NSLog(@"currentThread3:%@ isMainThread：%@",[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]?@"YES":@"NO");
    });

这里可以根据不同的优先级创建不同的全部任务队列

• DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH //高优先级
• DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT //默认优先级
• DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW  //低优先级
• DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND //后台执行

运行结果：

三个任务几乎是同时进行的，而且动态为每个任务开辟了一个线程用于执行任务。并行队列尽量使用异步添加任务的方式调用，同步添加任务方式调用不会创建子线程而是任务全部同时执行在主线程中导致UI卡死。

自定义并行队列（Concurrent）

    dispatch_queue_t myConcurrentQueue = dispatch_queue_create("MyConcurrentQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_async(myConcurrentQueue, ^{
        //在block里写要执行的任务（代码）
        NSLog(@"currentThread1:%@ isMainThread：%@",[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]?@"YES":@"NO");
    });

    dispatch_async(myConcurrentQueue, ^{
        //在block里写要执行的任务（代码）
        NSLog(@"currentThread2:%@ isMainThread：%@",[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]?@"YES":@"NO");
    });

    dispatch_async(myConcurrentQueue, ^{
        //在block里写要执行的任务（代码）
        NSLog(@"currentThread3:%@ isMainThread：%@",[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]?@"YES":@"NO");
    });

运行结果和全部并行队列类似。

调度队列组

有时无论我们串行执行多任务还是并行执行多任务，需要这个任务组全部执行完毕之后通知我们，这里就需要用到队列组了。

    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    dispatch_queue_t myConcurrentQueue = dispatch_queue_create("MyConcurrentQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

    //dispatch_group_async用于把不同的任务归为一组
    //dispatch_group_notify当指定组的任务执行完毕之后，执行给定的任务

    dispatch_group_async(group, myConcurrentQueue, ^{
        NSLog(@"currentThread-1:%@ isMainThread：%@",[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]?@"YES":@"NO");
    });
    dispatch_group_async(group, myConcurrentQueue, ^{
        NSLog(@"currentThread-2:%@ isMainThread：%@",[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]?@"YES":@"NO");
    });
    dispatch_group_async(group, myConcurrentQueue, ^{
        NSLog(@"currentThread-3:%@ isMainThread：%@",[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]?@"YES":@"NO");
    });

    dispatch_group_notify(group, myConcurrentQueue, ^{
        NSLog(@"currentThread-g:%@ isMainThread：%@",[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]?@"YES":@"NO");
    });

运行结果：

GCD数据同步问题

既然是多任务执行，就难以避免会出现多任务同时访问同一数据的问题，就会遇到同步的问题，串行队列不太会遇见数据同步的问题，但是并行队列一定会有数据同步的问题，IOS GCD考虑的很全面通过调用dispatch_barrier_async函数添加任务来隔离其他的任务，起到一个栅栏的作用，它等待所有位于barrier函数之前的操作执行完毕后执行,并且在barrier函数执行之后,barrier函数之后的操作才会得到执行,该函数需要同dispatch_queue_create函数生成的concurrent Dispatch Queue队列一起使用。

    dispatch_queue_t conCurrentQueue = dispatch_queue_create("myConCurrentQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

    dispatch_async(conCurrentQueue, ^{
        NSLog(@"currentThread-1:%@ isMainThread：%@",[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]?@"YES":@"NO");
    });
    dispatch_async(conCurrentQueue, ^{
        NSLog(@"currentThread-2:%@ isMainThread：%@",[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]?@"YES":@"NO");
    });
    dispatch_barrier_async(conCurrentQueue, ^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:1.0];
        NSLog(@"currentThread-b:%@ isMainThread：%@",[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]?@"YES":@"NO");
        [NSThread sleepForTimeInterval:1.0];
    });
    dispatch_async(conCurrentQueue, ^{
        NSLog(@"currentThread-3:%@ isMainThread：%@",[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]?@"YES":@"NO");
    });
    dispatch_async(conCurrentQueue, ^{
        NSLog(@"currentThread-4:%@ isMainThread：%@",[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]?@"YES":@"NO");
    });

运行结果：

GCD其他常用函数

dispatch_once保证在app运行期间，block中的代码只执行一次

static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
    NSLog(@"只执行一次");
    //这个block里的代码，在程序执行过程中只会执行一次。
    //比如在这里些单例的初始化
    // static YourClass *instance = nil;
    // instance = [[YourClass alloc] init];
});

dispatch_after延时添加到队列

    double delayInSeconds = 3.0;
    dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(delayInSeconds * NSEC_PER_SEC));

    dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^(void){
        //dispatch_after函数是延迟执行某个任务，任务既可以在mainQueue中进行也可以在其他queue中进行.既可以在serial队列里执行也可以在concurrent队列里执行。
        NSLog(@"currentThread:%@ isMainThread：%@",[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]?@"YES":@"NO");
    });

dispatch_apply把一项任务提交到队列中多次执行，具体是并行执行还是串行执行由队列本身决定

NSArray *array = [NSArray arrayWithObjects:@"who",@"is",@"lcj", nil];
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, );
dispatch_apply([array count], queue, ^(size_t index) {
    NSLog(@"%@ : currentThread:%@ isMainThread：%@",[array objectAtIndex:index],[NSThread currentThread],[[NSThread currentThread] isMainThread]?@"YES":@"NO");
});

总结：

用了GCD之后更见佩服Apple公司了，封装的sdk 真是太完善了。简单的总结了如何使用GCD，希望在以后的使用中有个大致了解。