dispatch 之 常见函数小结

你好2019！一起努力呀！

直奔主题

1、dispatch_barrier_async VS  dispatch_barrier_sync

     Barrier blocks only behave specially when submitted to queues created with
     * the DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT attribute; on such a queue, a barrier block
     * will not run until all blocks submitted to the queue earlier have completed,
     * and any blocks submitted to the queue after a barrier block will not run
     * until the barrier block has completed.
     * When submitted to a a global queue or to a queue not created with the
     * DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT attribute, barrier blocks behave identically to
     * blocks submitted with the dispatch_async()/dispatch_sync() API.

 NSLog(@"main ---1--");

    dispatch_async(self.concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"test1 begin - ");

        sleep();
        NSLog(@"test1 - end - ");
    });
    dispatch_async(self.concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"test2 begin - ");

        sleep();
        NSLog(@"test2 - end - ");

    });
    dispatch_barrier_async(self.concurrentQueue, ^{///分界线在这里 请注意是同步的
        NSLog(@"barrier -- start");
        sleep();
        NSLog(@"barrier -- end");

    });
    dispatch_async(self.concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"test4 begin - ");

        sleep();
        NSLog(@"test4 - end - ");

    });
    dispatch_async(self.concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"test5 begin - ");
        sleep();
        NSLog(@"test5 - end - ");

    });
    NSLog(@"main ---6--");

示例代码

     -- ::42.327067+ HaiFeiArrangeProject[:] main -----
     -- ::42.327227+ HaiFeiArrangeProject[:] main -----
     -- ::42.327229+ HaiFeiArrangeProject[:] test1 begin -
     -- ::42.327253+ HaiFeiArrangeProject[:] test2 begin -
     -- ::45.331341+ HaiFeiArrangeProject[:] test1 - end -
     -- ::45.331341+ HaiFeiArrangeProject[:] test2 - end -
     -- ::45.331612+ HaiFeiArrangeProject[:] barrier -- start
     -- ::46.336684+ HaiFeiArrangeProject[:] barrier -- end
     -- ::46.336910+ HaiFeiArrangeProject[:] test4 begin -
     -- ::46.336911+ HaiFeiArrangeProject[:] test5 begin -
     -- ::49.341715+ HaiFeiArrangeProject[:] test5 - end -
     -- ::49.341715+ HaiFeiArrangeProject[:] test4 - end -

dispatch_barrier_async 执行结果

     -- ::03.909859+ HaiFeiArrangeProject[:] main -----
     -- ::03.910086+ HaiFeiArrangeProject[:] test1 begin -
     -- ::03.910101+ HaiFeiArrangeProject[:] test2 begin -
     -- ::06.913917+ HaiFeiArrangeProject[:] test2 - end -
     -- ::06.913964+ HaiFeiArrangeProject[:] test1 - end -
     -- ::06.914284+ HaiFeiArrangeProject[:] barrier -- start
     -- ::07.915035+ HaiFeiArrangeProject[:] barrier -- end
     -- ::07.915219+ HaiFeiArrangeProject[:] main -----
     -- ::07.915247+ HaiFeiArrangeProject[:] test4 begin -
     -- ::07.915251+ HaiFeiArrangeProject[:] test5 begin -
     -- ::10.919249+ HaiFeiArrangeProject[:] test4 - end -
     -- ::10.919276+ HaiFeiArrangeProject[:] test5 - end -

dispatch_barrier_sync执行结果

结果分析：

dispatch_barrier_sync(queue,void(^block)())会将queue中barrier前面添加的任务block全部执行后,再执行barrier任务的block,再执行barrier后面添加的任务block,同时阻塞住线程.

dispatch_barrier_async(queue,void(^block)())会将queue中barrier前面添加的任务block只添加不执行,继续添加barrier的block,再添加barrier后面的block,同时不影响主线程(或者操作添加任务的线程)中代码的执行!

简单理解就是：sync 阻塞主线程；async：不阻塞！ 参看打印的“main ---6--”！！！

需要注意的：

若将dispatch_barrier加入到global队列中，dispatch_barrier无效

在使用栅栏函数时.使用自定义队列才有意义,如果用的是串行队列或者系统提供的全局并发队列,这个栅栏函数的作用等同于一个同步函数的作用 

2、dispatch_after

     DISPATCH_TIME_NOW，表示从现在开始。
     DISPATCH_TIME_FOREVER，表示遥远的未来
     NSEC：纳秒。
     USEC：微妙。
     MSEC：毫秒
     SEC：秒
     PER：每
     1s=10的3次方 ms(毫秒)
       =10的6次方μs(微秒)
       =10v的9次方ns(纳秒)
     #define NSEC_PER_SEC 1000000000ull 每秒有多少纳秒
     #define NSEC_PER_MSEC 1000000ull   每毫秒有多少纳秒
     #define USEC_PER_SEC 1000000ull    每秒有多少微秒。（注意是指在纳秒的基础上）
     #define NSEC_PER_USEC 1000ull      每微秒有多少纳秒。
     dispatch_after函数并不是延迟对应时间后立即执行block块中的操作，而是将任务追加到对应的队列中，考虑到队列阻塞等情况，所以这个任务从加入队列到真正执行的时间并不准确！

     3.0 * NSEC_PER_SEC 表示：3秒

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{

NSLog(@"执行任务");

});

3、dispatch_once  

typedef void (^TestBlock)(void);
TestBlock myTestBlock=^(){
    static int count = ;
    NSLog(@"count = %d",count ++);

};
- (void)dispatchOnceTest
{
    /*
     dispatch_once 一般多用于单例构造方法中，目前尚未在其他方法中使用过！ 关于单例构造的具体实现也不仅仅只有这个还需要重写其他的方法！ 之后完善 单例！！！
     使用dispatch_once需要注意：其block中的包裹的内容，尽量避免与其他类耦合！
     */
    static dispatch_once_t onceToken;

    dispatch_once(&onceToken, myTestBlock);
    dispatch_once(&onceToken, myTestBlock);

    //虽然执行两次,只有一个输出
    /*
     2019-01-26 15:37:15.438356+0800 HaiFeiArrangeProject[29785:403238] count = 0
     */
}

4、dispatch_group_notify  

 //创建队列组
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    NSLog(@"----group--start----");

    //封装任务
    dispatch_group_async(group, self.concurrentQueue, ^{
        sleep();
        NSLog(@"1----------%@",[NSThread currentThread]);
    });

    dispatch_group_async(group, self.concurrentQueue, ^{
        sleep();
        NSLog(@"2----------%@",[NSThread currentThread]);
    });

    dispatch_group_async(group, self.concurrentQueue, ^{
        sleep();
        NSLog(@"3----------%@",[NSThread currentThread]);
    });

    //4.拦截通知
    dispatch_group_notify(group, self.concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"---dispatch_group_notify------%@",[NSThread currentThread]);
    });
    //不用等待 队列执行完就会执行这个代码
    NSLog(@"----group--end----");

这个代码是 加入到group中的异步操作 这个操作内部是同步的，在这样的情况下 可以如下使用，但是如果异步操作内部也是异步 就需要配合enter和leave实现目前实现的效果！ 参看enter 和 leave的操作

5、dispatch_group_leave 和 dispatch_group_leave

dispatch_group_t group =dispatch_group_create();

    dispatch_group_enter(group);

    //模拟多线程耗时操作
    dispatch_group_async(group, self.concurrentQueue, ^{

        dispatch_async(self.concurrentQueue, ^{
            NSLog(@"1---1--begin");
            sleep();
            NSLog(@"1---1--end");
            dispatch_group_leave(group);

        });

    });

    dispatch_group_enter(group);
    //模拟多线程耗时操作
    dispatch_group_async(group, self.concurrentQueue, ^{
        dispatch_async(self.concurrentQueue, ^{
            NSLog(@"2---2--begin");
            sleep();
            NSLog(@"2--2-end");
            dispatch_group_leave(group);

        });
    });

    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_global_queue(, ), ^{
        NSLog(@"%@---全部done。。。",[NSThread currentThread]);
    });

    NSLog(@"main");

enter 和 leave

   -- ::11.860953+ HaiFeiArrangeProject[:] -----begin
     -- ::11.860953+ HaiFeiArrangeProject[:] main
     -- ::11.860957+ HaiFeiArrangeProject[:] -----begin
     -- ::13.861316+ HaiFeiArrangeProject[:] ---end
     -- ::14.866069+ HaiFeiArrangeProject[:] -----end
     -- ::14.866708+ HaiFeiArrangeProject[:] <NSThread: 0x6000000f0b40>{number = , name = (null)}---全部done。。。

使用后enter和leave的打印输出

   -- ::19.111523+ HaiFeiArrangeProject[:] -----begin
     -- ::19.111520+ HaiFeiArrangeProject[:] main
     -- ::19.111544+ HaiFeiArrangeProject[:] -----begin
     -- ::19.111605+ HaiFeiArrangeProject[:] <NSThread: 0x6000019c3600>{number = , name = (null)}---全部done。。。
     -- ::21.113975+ HaiFeiArrangeProject[:] ---end
     -- ::22.114889+ HaiFeiArrangeProject[:] -----end

注释掉enter和leave之后的打印输出

结论：

1、在加入group的异步操作其内部如果是同步操作，enter和leave加不加均可，若其内部是异步操作，必须使用enter和leave

2、enter 和 leave 必须是成对的出现：若一对enter和leave 只有enter 会导致notify用不执行，如果只有leave，会直接崩溃！

6、dispatch_group_wait

dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    //异步
    dispatch_group_async(group, self.concurrentQueue, ^{
        sleep();
        NSLog(@"");
    });
    dispatch_group_async(group, self.concurrentQueue, ^{
        sleep(1.5);
        NSLog(@"");
    });
    dispatch_group_async(group, self.concurrentQueue, ^{
        sleep();
        NSLog(@"");
    });
    NSLog(@"aaaaa");
    dispatch_time_t time = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW,  * NSEC_PER_SEC);
    long result = dispatch_group_wait(group, time);
    if (result == ){
        // 属于Dispatch Group的Block全部处理结束
        NSLog(@"全部处理结束");
    }else{
        // 属于Dispatch Group的某一个处理还在执行中
        NSLog(@"某一个处理还在执行中");
    }
    NSLog(@"main");

wait代码示例

-- ::15.450252+ HaiFeiArrangeProject[:] aaaaa
     -- ::16.453528+ HaiFeiArrangeProject[:]
     -- ::17.451638+ HaiFeiArrangeProject[:] 某一个处理还在执行中
     -- ::17.451927+ HaiFeiArrangeProject[:] main
     -- ::17.453986+ HaiFeiArrangeProject[:]
     -- ::18.453192+ HaiFeiArrangeProject[:] 

wait2s的打印输出

     -- ::15.072096+ HaiFeiArrangeProject[:] aaaaa
     -- ::16.075428+ HaiFeiArrangeProject[:]
     -- ::17.076848+ HaiFeiArrangeProject[:]
     -- ::18.072394+ HaiFeiArrangeProject[:]
     -- ::18.072845+ HaiFeiArrangeProject[:] 全部处理结束
     -- ::18.073139+ HaiFeiArrangeProject[:] main

wait5s的打印输出

这里起了3个异步线程放在一个组里，之后通过dispatch_time_t创建了一个超时时间（2秒），程序之后行，立即输出了aaaaa，这是主线程输出的，

当遇到dispatch_group_wait时，主线程会被挂起，等待2秒，在等待的过程当中，子线程分别输出了1和2，2秒时间达到后，主线程发现组里的任务并没有全部结束，然后输出了main。

在这里，如果超时时间设置得比较长（比如5秒），那么会在3秒时第三个任务结束后，立即输出main，也就是说，当组中的任务全部执行完毕时，主线程就不再被阻塞了。

如果希望永久等待下去，时间可以设置为DISPATCH_TIME_FOREVER。

7、dispatch_semaphore_wait

关于信号量的用途

7.1:加锁、

dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create();
for (int i = ; i < ; i++) {
    dispatch_async(queue, ^{
        dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        //临界区，即待加锁的代码区域
        dispatch_semaphore_signal(semaphore);
    });
}

在这里，当第一条线程访问临界区时，信号量计数为初始值1，

dispatch_semaphore_wait() 函数判断到计数大于0，于是将计数减1，从而线程允许访问临界区。其它线程因为信号量等于0，就在临界区外等待。

在第一条线程访问完临界区后，这条线程需要发出一个信号，来表明我已经用完临界区的资源了，下个正在等待的线程可以去访问了。

dispatch_semaphore_signal()会将信号量计数加1，就好像发出了一个信号一样，下个在临界区前等待的线程会去接收它。接收到了信号的线程判断到信号量计数大于零了，于是访问临界区。

通过重复这个过程，所有线程都会安全地访问一遍临界区。

可以参考YYKit中的简单的加锁代码

- (instancetype)init {
    self = [super init];
    _lock = dispatch_semaphore_create();
    return self;
}

- (NSURL *)imageURL {
    dispatch_semaphore_wait(_lock, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSURL *imageURL = _imageURL;
    dispatch_semaphore_signal(_lock);
    return imageURL;
}

YYKit部分源码参考

7.2:异步返回、

- (NSArray *)tasksForKeyPath:(NSString *)keyPath

 {
    __block NSArray *tasks = nil;
    dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
    [self.session getTasksWithCompletionHandler:^(NSArray *dataTasks, NSArray *uploadTasks, NSArray *downloadTasks) {
        if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(dataTasks))]) {
            tasks = dataTasks;
        } else if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(uploadTasks))]) {
            tasks = uploadTasks;
        } else if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(downloadTasks))]) {
            tasks = downloadTasks;
        } else if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(tasks))]) {
            tasks = [@[dataTasks, uploadTasks, downloadTasks] valueForKeyPath:@"@unionOfArrays.self"];
        }
        dispatch_semaphore_signal(semaphore);
    }];
    dispatch_semaphore_wait(semaphore);
    return tasks;
}

这段代码的功能是通过异步的请求取得键路径为 keyPath 的任务数组 tasks，然后返回它。这个方法虽然是异步的，但是执行时间较短。

碰到这种情况，我们肯定最先想到的是用代码块 block 或者代理 delegate 来实现，然后我们就得去声明一个代理，写一个协议方法，或者写一个带有一个参数的代码块，这里AFNetworking巧妙地通过信号量解决了。

我们跟之前的加锁对比，可以发现，信号量在创建时计数是0，
dispatch_semaphore_signal() 函数在 dispatch_semaphore_wait() 函数之前。

AFNetworking 把 dispatch_semaphore_wait() 函数放在返回语句之前，同时信号量计数初始为0，是为了让线程在 tasks 有值之前一直等待。获取 tasks 的异步操作结束之后，这时候 tasks 赋值好了，于是通过 dispatch_semaphore_signal() 函数发出信号，外面的线程就知道不用等待，可以返回 tasks 了。

7.3:控制线程并发数

  dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

    for (int i = ; i < ; i++) {
        dispatch_group_async(group, self.concurrentQueue, ^{

            dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
            NSLog(@"%d --- 开始 --",i +  );
            // 线程操作区域 最多有两个线程在此做事情
            sleep();

            NSLog(@"%d --- end --",i +  );

            dispatch_semaphore_signal(semaphore);
        });
    }
    // group任务全部执行完毕回调
    dispatch_group_notify(group, self.concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"done");
    });

控制并发个数

备注：在应用场景上，限制线程并发数是为了性能考虑，而加锁是为了安全而考虑。

遗留问题：信号量是否线程安全？

文中若有不对之处，还请劳驾之处，谢谢！

信号量部分分析参考自：https://www.jianshu.com/p/de75da4173cf ！