GCD-信号量(dispatch_semaphore_t)

信号量在多线程开发中被广泛使用，当一个线程在进入一段关键代码之前，线程必须获取一个信号量，一旦该关键代码段完成了，那么该线程必须释放信号量。其它想进入该关键代码段的线程必须等待前面的线程释放信号量。

信号量的具体做法是：当信号计数大于0时，每条进来的线程使计数减1，直到变为0，变为0后其他的线程将进不来，处于等待状态；执行完任务的线程释放信号，使计数加1，如此循环下去。

在 GCD 中有三个函数跟 semaphore相关 ，分别是：

1：public func dispatch_semaphore_create(value: Int) ->dispatch_semaphore_t!

该函数使用一个初始值创建一个dispatch_semaphore_t类型的信号量,注意：这里的传入的参数value必须大于或等于0，否则dispatch_semaphore_create会返回NULL

2：public func dispatch_semaphore_wait(dsema: dispatch_semaphore_t,_ timeout:dispatch_time_t) ->Int

等待信号量，该函数会使传入的信号量dsema的值减1

dsema: 信号量

timeout: dispatch_time_t类型。比较有用的两个宏：DISPATCH_TIME_NOW(表示当前)和DISPATCH_TIME_FOREVER (表示遥远的未来)。一般可以直接设置timeout为这两个宏其中的一个，或者自己创建一个dispatch_time_t类型的变量。创建dispatch_time_t类型的变量有两种方法，dispatch_time和dispatch_walltime。

利用dispatch_time创建dispatch_time_t类型变量的时候一般也会用到这两个变量。dispatch_time的声明如下：

public func dispatch_time(when: dispatch_time_t,_ delta:Int64) ->dispatch_time_t；

其参数when需传入一个dispatch_time_t类型的变量，和一个delta值。表示when加delta(单位值是纳秒)时间就是timeout的时间。

例如：dispatch_time_t t = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW,1*NSEC_PER_SEC);

表示当前时间向后延时一秒为timeout的时间,这里设置为1秒。

函数的作用：如果dsema信号量的值大于0，该函数所处线程就继续执行下面的语句，并且将信号量的值减1；

如果desema的值为0，那么这个函数就阻塞当前线程等待timeout（注意timeout的类型为dispatch_time_t，需要传入对应的类型参数），如果等待的期间desema的值被dispatch_semaphore_signal函数加1了，且该函数（即dispatch_semaphore_wait）所处线程获得了信号量，那么就继续向下执行并将信号量减1。

如果等待期间没有获取到信号量或者信号量的值一直为0，那么等到timeout时，其所处线程自动执行其后语句。

3：public func dispatch_semaphore_signal(dsema: dispatch_semaphore_t) ->Int

发送一个信号，这个函数会使传入的信号量dsema的值加1

当返回值为0时表示当前并没有线程等待其处理的信号量，其处理的信号量的值加1即可。当返回值不为0时，表示其当前有（一个或多个）线程等待其处理的信号量，并且该函数唤醒了一个等待的线程（当线程有优先级时，唤醒优先级最高的线程；否则随机唤醒.

关于信号量，借用别人的一个例子：一般可以用停车来比喻。

　　停车场剩余4个车位，那么即使同时来了四辆车也能停的下。如果此时来了五辆车，那么就有一辆需要等待。信号量的值就相当于剩余车位的数目，dispatch_semaphore_wait函数就相当于来了一辆车，dispatch_semaphore_signal。就相当于走了一辆车。停车位的剩余数目在初始化的时候就已经指明了（dispatch_semaphore_create(value:Int)）），调用一次dispatch_semaphore_signal，剩余的车位就增加一个；调用一次dispatch_semaphore_wait剩余车位就减少一个；当剩余车位为0时，再来车（即调用dispatch_semaphore_wait）就只能等待。有可能同时有几辆车等待一个停车位。有些车主。没有耐心，给自己设定了一段等待时间，这段时间内等不到停车位就走了，如果等到了就开进去停车。而有些车主就像把车停在这，所以就一直等下去。

下面一起来看一些小功能：

//功能一：我们可以使用信号量实现GCD下的同步。

let semaphore1 = dispatch_semaphore_create(0)
let semaphore2 = dispatch_semaphore_create(0)

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)) {
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), {
        print("thread2")
        dispatch_semaphore_signal(semaphore2)
    })
    dispatch_semaphore_wait(semaphore2, DISPATCH_TIME_FOREVER)
    print("thread1")
    dispatch_semaphore_signal(semaphore1)
}
dispatch_semaphore_wait(semaphore1, DISPATCH_TIME_FOREVER)

print("main thread")

打印结果：
        thread2
        thread1
        main thread

//功能二：异步添加数据到数组

let  queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0);
var  array = [Int]()

for i in0...10000{

    dispatch_async(queue, {
      array.append(i)
    })
}

如果执行上段代码，因为 array 不是 thread safe 的，所以在 global queue 中对其进行添加对象，会导致程序 crash 掉 (出现
fatal error: UnsafeMutablePointer.destroy with negative count或者Can't form Range with end < start相关错误),我们可以使用dispatch semaphore实现多线程对array进行操作，如下：

let  queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0);
let semaphore = dispatch_semaphore_create(1)

var  array = [Int]()

for i in0...10000{
    
    dispatch_async(queue, {
        dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER)
        array.append(i)
        dispatch_semaphore_signal(semaphore)
    })
}

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