iOS多线程之GCD详解（看我就够了）

简介

• 什么是GCD
  全称是Grand Central Dispatch，可译为“牛逼的中枢调度器”
  纯C语言，提供了非常多强大的函数

• GCD的优势
  GCD是苹果公司为多核的并行运算提出的解决方案
  GCD会自动利用更多的CPU内核（比如双核、四核）
  GCD会自动管理线程的生命周期（创建线程、调度任务、销毁线程）
  程序员只需要告诉GCD想要执行什么任务，不需要编写任何线程管理代码

任务和队列

• GCD中有2个核心概念
  任务：执行什么操作
  队列：用来存放任务

• GCD的使用就2个步骤
  定制任务
  确定想做的事情

• 将任务添加到队列中
  GCD会自动将队列中的任务取出，放到对应的线程中执行
  任务的取出遵循队列的FIFO原则：先进先出，后进后出

执行任务

GCD中有2个用来执行任务的常用函数

• 用同步的方式执行任务
  dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
  queue：队列
  block：任务

• 用异步的方式执行任务
  dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

• 同步和异步的区别
  同步：只能在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力
  异步：可以在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力

• GCD中还有个用来执行任务的函数：
  dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
  在前面的任务执行结束后它才执行，而且它后面的任务等它执行完成之后才会执行
  这个queue不能是全局的并发队列

队列的类型

GCD的队列可以分为2大类型

• 并发队列（Concurrent Dispatch Queue）
  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

• 串行队列（Serial Dispatch Queue）
  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）

容易混淆的术语

• 有4个术语比较容易混淆：同步、异步、并发、串行
  同步和异步主要影响：能不能开启新的线程
  同步：只是在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力
  异步：可以在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力

• 并发和串行主要影响：任务的执行方式
  并发：允许多个任务并发（同时）执行
  串行：一个任务执行完毕后，再执行下一个任务

创建队列

并发队列

• 使用dispatch_queue_create函数创建队列
  dispatch_queue_t
  dispatch_queue_create(const char *label, // 队列名称
  dispatch_queue_attr_t attr); // 队列的类型

• 创建并发队列
  dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

• GCD默认已经提供了全局的并发队列，供整个应用使用，可以无需手动创建
  使用dispatch_get_global_queue函数获得全局的并发队列
  dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue(
  dispatch_queue_priority_t priority, // 队列的优先级
  unsigned long flags); // 此参数暂时无用，用0即可

• 获得全局并发队列
  dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

• 全局并发队列的优先级
  1.define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 // 高
  2.define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 默认（中）
  3.define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低
  4.define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 后台

串行队列

GCD中获得串行有2种途径

• 使用dispatch_queue_create函数创建串行队列
  // 创建串行队列（队列类型传递NULL或者DISPATCH_QUEUE_SERIAL）
  dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.520it.queue", NULL);

• 使用主队列（跟主线程相关联的队列）
  主队列是GCD自带的一种特殊的串行队列
  放在主队列中的任务，都会放到主线程中执行
  使用dispatch_get_main_queue()获得主队列
  dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

各种队列的执行效果

|并发队列| 手动创建的串行队列 | 主队列
---|----|------|----
同步（sync） | 没有开启新线程、串行执行任务 | 没有开启新线程、串行执行任务|没有开启新线程、串行执行任务
异步（async） | 有开启新线程、并发执行任务| 有开启新线程、串行执行任务|没有开启新线、串行执行任务

注意：

使用sync函数往当前串行队列中添加任务，会卡住当前的串行队列

线程间通信

//从子线程回到主线程
dispatch_async(
dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    // 执行耗时的异步操作...
      dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        // 回到主线程，执行UI刷新操作
        });
});```



##### iOS常见的延时执行

//调用NSObject的方法
[self performSelector:@selector(run) withObject:nil afterDelay:2.0];
// 2秒后再调用self的run方法

使用GCD函数
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
// 2秒后执行这里的代码...
});

//使用NSTimer
[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2.0 target:self selector:@selector(test) userInfo:nil repeats:NO];

#### 一次性代码

//使用dispatch_once函数能保证某段代码在程序运行过程中只被执行1次
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
// 只执行1次的代码(这里面默认是线程安全的)
});

#### 快速迭代

//使用dispatch_apply函数能进行快速迭代遍历
dispatch_apply(10, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^(size_t index){
// 执行10次代码，index顺序不确定
});

#### 队列组

//有这么1种需求
//首先：分别异步执行2个耗时的操作
//其次：等2个异步操作都执行完毕后，再回到主线程执行操作

//如果想要快速高效地实现上述需求，可以考虑用队列组
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
// 执行1个耗时的异步操作
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
// 执行1个耗时的异步操作
});
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
// 等前面的异步操作都执行完毕后，回到主线程...
});

#### 单例模式
- 单例模式的作用
可以保证在程序运行过程，一个类只有一个实例，而且该实例易于供外界访问
从而方便地控制了实例个数，并节约系统资源

- 单例模式的使用场合
在整个应用程序中，共享一份资源（这份资源只需要创建初始化1次）

//ARC中，单例模式的实现
//在.m中保留一个全局的static的实例
static id _instance;

//重写allocWithZone:方法，在这里创建唯一的实例（注意线程安全）

• (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
  {
  static dispatch_once_t onceToken;
  dispatch_once(&onceToken, ^{
  _instance = [super allocWithZone:zone];
  });
  return _instance;
  }
  //提供1个类方法让外界访问唯一的实例
• (instancetype)sharedInstance
  {
  static dispatch_once_t onceToken;
  dispatch_once(&onceToken, ^{
  _instance = [[self alloc] init];
  });
  return _instance;
  }

//实现copyWithZone:方法

• (id)copyWithZone:(struct _NSZone *)zone
  {
  return _instance;
  }