GCD

GCD全称是GrandCentralDispatch,可译为“⽜逼的中枢调度器”

纯C语⾔言,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行运算提出的解决⽅方案
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（就是把任务放到队列里）不需要编写任何线程管理代码

两个核心概念

任务: 需要执行的对象
队列：储存任务的框框

程序员需要做的两件事

定制任务
添加任务到队列（队列的取出规则：先进先出，后进后出）
执⾏任务：
- 同步执行：一人任务结束，在执行下一个任务
  dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
- 异步执行（多线程的代名词）：不需要前一个任务结束，就可以执行下一个任务
  dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

同步和异步的区别

同步执行:在当前线程中执⾏
异步执行:在另一条线程中执⾏

任务队列

串⾏队列、并发队列、主队列、全局队列

1、串⾏队列

GCD中获得串⾏行有2种途径
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("name", NULL); // 创建
dispatch_release(queue);// 非ARC需要释放⼿手动创建的队列

2、使⽤主队列 (跟主线程相关联的队列)

主队列是GCD⾃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行

3、并发队列

GCD默认已经提供了全局的并发队列,供整个应用使用,不需要⼿手动创建
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, unsigned long flags);

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0,0);

全局并发队列的优先级

为了适配IOS7 和 IOS8 最近一段时间，优先级都写 0
● #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 // ⾼高
● #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 默认(中)
● #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低
● #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 后台

4、主队列

所有任务都在主线程执行
如果主线程当前有执行的任务，主队列中的任务不会调度
等待主线程空闲后，主队列才会调度任务

使⽤用 dispatch_get_main_queue()

获得主队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

GCD演练

// MARK: - 实例
- (void)gcdDemo1 {
// 创建一个串行队列
dispatch_queue_t q = dispatch_queue_create("itcast", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

// 创建一个block任务
void (^task)() = ^ {
NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
    };

// 设置执行模式：异步执行 同时：添加任务
dispatch_async(q, task);
}


//===============================================================

// MARK: - 串行队列，同步执行
- (void)gcdDemo2 {

// 创建一个串行队列
dispatch_queue_t q = dispatch_queue_create("itcast", NULL);

// 设置执行模式：同步执行 同时：添加任务
for (int i = 0; i < 10; i++) {
NSLog(@"%d---", i);
// 上面的打印和第一句的添加任务到队列，都是在主线程上执行的
dispatch_sync(q, ^ {
NSLog(@"%@ - %d", [NSThread currentThread], i);
        });
    }
NSLog(@"come here");
}
// 结果是 1 2 3 4 在线程1 一次出来 ，最后输出 come here

//===============================================================

// MARK: - 串行队列，异步执行
- (void)gcdDemo3 {

dispatch_queue_t q = dispatch_queue_create("itcast", NULL);

for (int i = 0; i < 10; i++) {
NSLog(@"%d---", i);
dispatch_async(q, ^ {
NSLog(@"%@ - %d", [NSThread currentThread], i);
        });
    }
NSLog(@"come 123here");
    [NSThread sleepForTimeInterval:2.0];
NSLog(@"come here");
}
/*
 首先是通过循环添加任务到串行队列中
 0---
 1---
 2---
 3---
 4---
 5---
 6---
 7---
 8---
 9---

 因为是异步执行、然后就多线程执行（下面两个的输出顺序不确定）

 主线程输出：come here

 子线程输出：
 <NSThread: 0x7fc3c8499e50>{number = 2, name = (null)} - 0
 <NSThread: 0x7fc3c8499e50>{number = 2, name = (null)} - 1
 <NSThread: 0x7fc3c8499e50>{number = 2, name = (null)} - 2
 <NSThread: 0x7fc3c8499e50>{number = 2, name = (null)} - 3
 <NSThread: 0x7fc3c8499e50>{number = 2, name = (null)} - 4
 <NSThread: 0x7fc3c8499e50>{number = 2, name = (null)} - 5
 <NSThread: 0x7fc3c8499e50>{number = 2, name = (null)} - 6
 <NSThread: 0x7fc3c8499e50>{number = 2, name = (null)} - 7
 <NSThread: 0x7fc3c8499e50>{number = 2, name = (null)} - 8
 <NSThread: 0x7fc3c8499e50>{number = 2, name = (null)} - 9
 */

//===============================================================


// MARK: - 并发队列，异步执行
- (void)gcdDemo4 {
dispatch_queue_t q = dispatch_queue_create("itcast", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);  // COUCURRENT 是表示并发队列

for (int i = 0; i < 10; i++) {

dispatch_async(q, ^ {
NSLog(@"%@ - %d", [NSThread currentThread], i);
        });
    }

NSLog(@"come here");
}
// 输出结果是：多线程输出，无顺序输出

//===============================================================

// MARK: - 并发队列，同步执行
- (void)gcdDemo5 {
dispatch_queue_t q = dispatch_queue_create("itcast", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

for (int i = 0; i < 10; i++) {
NSLog(@"%d---", i);
// 这里是上面输入下面输入交叉出现，说明同步执行的任务是添加一个，执行一个，只要有任务，就立即执行
dispatch_sync(q, ^ {
NSLog(@"%@ - %d", [NSThread currentThread], i);
        });
    }

NSLog(@"come here");
}
// 输出结果是：都在主线程，顺序输出，最后come here
// 都是主线程--是因为同步执行就在当前线程实行
// 顺序输出-- 虽然并发队列能多出，但是队列的特性是 先进先出

//===============================================================

// MARK: - 主队列，异步执行
- (void)gcdDemo6 {
dispatch_queue_t q = dispatch_get_main_queue();

for (int i = 0; i < 10; i++) {
NSLog(@"%d---", i);
dispatch_async(q, ^ {
NSLog(@"%@ - %d", [NSThread currentThread], i);
        });
    }

NSLog(@"睡会");
    [NSThread sleepForTimeInterval:2.0];
NSLog(@"come here");
}

/*
1---
2---
.
.
9---

睡会
come here
主队列是负责主线程上调度任务的，必须等主线程的语句执行完毕以后，在执行异步执行的子线程任务

任务顺序输出
 */

//===============================================================

// MARK: - 主队列，同步任务
- (void)gcdDemo7 {
dispatch_queue_t q = dispatch_get_main_queue();
NSLog(@"1---");

dispatch_sync(q, ^{
NSLog(@"来啊");
    });

NSLog(@"come here");
}
// 这里会卡死
// 主队列要求：必须主线程执行完，才能执行调用任务
// 同步执行：不执行调用的任务，就不能往下走

//===============================================================

// MARK: - 主队列，同步任务，不死锁（不懂）
- (void)gcdDemo8 {
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("itcast", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

dispatch_async(queue, ^{

dispatch_queue_t q = dispatch_get_main_queue();
NSLog(@"1--- %@", [NSThread currentThread]);

dispatch_sync(q, ^{
            [NSThread sleepForTimeInterval:6.0];
NSLog(@"来啊 %@", [NSThread currentThread]);
        });

NSLog(@"come here %@", [NSThread currentThread]);
    });

// [NSThread sleepForTimeInterval:1.0];
NSLog(@"到底来不来");
}

// 到底来不来
// 1--- <NSThread: 0x7fbf895c9220>{number = 2, name = (null)}
// 来啊 <NSThread: 0x7fbf8940fe50>{number = 1, name = main}
// come here <NSThread: 0x7fbf895c9220>{number = 2, name = (null)}

// 整个是在 并发队列，异步执行 的大框架中
// 执行路径是 主队列任务--同步执行任务--主队列任务（确定的路径）
// 在这个框架里面，只要需要线程，系统就给提供，所以主队列和同步任务可以分别在两个不同的线程中执行
//===============================================================

#pragma mark - 同步任务的用处

 在网络开发中，通常会把很多任务放在后台异步执行，有的时候，有些任务会彼此有"依赖"关系！
 例子：小说的网站，用户登录，扣费，下载小说 A，扣费，下载小说 B...
 利用同步任务，能够做到，任务依赖关系，前一个同步任务不执行完，队列就不会调度后面的任务！

// MARK: - 同步任务的用处
- (void)gcdDemo9 {
dispatch_queue_t q = dispatch_queue_create("itcast", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

dispatch_async(q, ^{

dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^ {
NSLog(@"用户登录 %@", [NSThread currentThread]);
        });
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^ {
NSLog(@"下载 A %@", [NSThread currentThread]);
        });
dispatch_async(q, ^ {
NSLog(@"扣费 B %@", [NSThread currentThread]);
        });
    });
    [NSThread sleepForTimeInterval:2.0];
NSLog(@"怎么能这样？");
}

// 如果把同步的“用户登录”的位置放在下载和扣费后面，就可能会出现下载 扣费 再登录。如果在用户登录前睡三秒，则肯定会下载 扣费 用户登录 怎么能这样
// 猜测是，主线程只要有任务，就会执行任务，不调度其他线程的任务，所以如果放在下载和扣费后面，在主队类添加任务之前还睡了已汇入，主队列没有添加任务，
// 睡觉的时候，下载和扣费就已经添加到并发队列并异步执行了，因为此时主队列中没有任务 ，就不会阻碍调度，这样就会先输出下载和扣费，


//===============================================================


#pragma mark - 全局队列
// MARK: 全局队列（本质上就是并发队列）
//
- (void)gcdDemo9 {
/**
 参数
 第一个参数 1. 涉及到系统适配
 iOS 8 服务质量（让线程响应的更快还是更慢）
 - QOS_CLASS_USER_INTERACTIVE 用户交互(用户迫切希望线程快点被执行，不要用耗时的操作)
 - QOS_CLASS_USER_INITIATED 用户需要的(同样不要使用耗时操作)
 - QOS_CLASS_DEFAULT 默认的(给系统用来重置队列的)
 ** QOS_CLASS_UTILITY 实用工具(用来做耗时操作)
 - QOS_CLASS_BACKGROUND 后台
 - QOS_CLASS_UNSPECIFIED 没有指定优先级

 iOS 7 调度的优先级
 － DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 高优先级
 － DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 默认优先级
 － DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) 低优先级
 － DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND 后台优先级

 提示：尤其不要选择 BACKGROUND 优先级和服务质量，用户不需要知道线程什么时候执行完成！线程的执行会慢的令人发指！

 有关服务质量的介绍，用在与 XPC 框架结合使用的，XPC 用在 MAC 平台上做进程间通讯的框架！

 因为大家工作后，暂时会考虑 iOS7 & iOS8 的适配，无法使用服务质量，直接指定 0，能够做到 iOS7 & 8 的适配
 dispatch_get_global_queue(0, 0);

 2. 为未来使用保留的，应该始终传入0
 */
dispatch_queue_t q = dispatch_get_global_queue(QOS_CLASS_DEFAULT, 0);

for (int i = 0; i < 10; i++) {
dispatch_async(q, ^{
NSLog(@"%@ %d", [NSThread currentThread], i);
        });
    }
NSLog(@"com here");
}

全局队列和并发队列的区别

全局队列 & 并发队列
1> 名称，并发队列有名称，适合于商业级软件跟踪错误报告！
2> release，在 MRC 开发时，并发队列需要使用
dispatch_release(q);
结论：目前绝大多数的软件都会使用全局队列。比较优秀的第三方框架会使用自定义的并发队列！
日常使用：用全局队列！

全局队列和串行队列的选择

全局队列：
- 并发，能够调多个线程，效率高
- 费电，费流量

串行队列
- 如果任务之间需要依赖（ex登陆，下载，扣费），使用串行队列或者主队列
- 省电，省钱，省流量

所以选择的依据是：
- WIFI的情况下，有电，有流量，可以多开线程（6条）
- 3G/4G蜂窝网络情况下尽量少开，2-3条线程即可
- 时刻替用户省钱省电

延时执行

#pragma mark - 延时执行
- (void)delay {
    NSLog(@"come here");

/**
 参数：
 从现在开始，经过多少纳秒之后，让 queue 队列，调度 block 任务，异步执行！

 1. when
 2. queue
 3. block(dispatch_block 是 iOS 8.0推出的)
 */
// 从现在开始，经过多少纳秒之后
    dispatch_time_t when = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(1.0 * NSEC_PER_SEC));

// 主队列
// dispatch_after(when, dispatch_get_main_queue(), ^{
// NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
// });
// 全局队列
// dispatch_after(when, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
// NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
// });
// 串行队列
    dispatch_after(when, dispatch_queue_create("itcast", NULL), ^{
        NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
    });
}

一次性执行

有的时候，我们在开发中，有些代码，从程序启动之后，就只希望执行一次！
尤其在单例设计模式中使用非常普遍，在iOS 开发中，单例的使用，已经到了“滥用”程度！

一次性执行是在当前线程执行的。不会另外分出线程来执行

就算在多线程中测试一次性执行，仍然只是执行一次就不再执行了。

通过在互斥锁之前添加判断，也能达到一次性执行的目的，但是效率相比一次性执行要低很多很多。所以不推荐使用互斥锁

#pragma mark - 一次性执行
- (void)once {
NSLog(@"来了");

// 苹果提供了一个一次行执行的机制，不仅能够保证只被执行一次，而且是"线程安全"的
// 苹果推荐使用 dispatch_once_t 来做一次性执行！因为效率高！
// 不要使用互斥锁，互斥锁效率低！
static dispatch_once_t onceToken;
NSLog(@"%ld", onceToken);

dispatch_once(&onceToken, ^{
// 只会执行一次的代码
NSLog(@"执行了！%@", [NSThread currentThread]);
    });
}



@implementation ViewController

long largeNmuber = 1000 * 1000;

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
}

- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
NSLog(@"%.04f", [self syncDemo1]);
NSLog(@"%.04f", [self onceDemo1]);

NSLog(@"%.04f", [self syncDemo2]);
NSLog(@"%.04f", [self onceDemo2]);
}
//=================================================================

#pragma mark - 单线程测试
- (CFAbsoluteTime)syncDemo1 {
    CFAbsoluteTime start =  CFAbsoluteTimeGetCurrent();
// 单线程测试互斥锁
for (int i = 0; i < largeNmuber; ++i) {
        [DemoObj syncDemoObj];
    }
    CFAbsoluteTime end = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
return end - start;
}

- (CFAbsoluteTime)onceDemo1 {
    CFAbsoluteTime start =  CFAbsoluteTimeGetCurrent();
// 单线程测试一次性执行
for (int i = 0; i < largeNmuber; ++i) {
        [DemoObj onceDemoObj];
    }
    CFAbsoluteTime end = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
return end - start;
}

最后的输出结果是，可以对比出效率来

    单线程互斥锁 0.6975
    单线程一次性 0.1761

    多线程互斥锁 6.2929
    多线程一次性 0.2352
//=================================================================
#pragma mark - 多线程测试
- (CFAbsoluteTime)syncDemo2 {
    CFAbsoluteTime start =  CFAbsoluteTimeGetCurrent();

    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

for (int i = 0; i < 10; i++) {
        dispatch_group_enter(group);
// 异步执行 测试互斥锁
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
for (int j = 0; j < largeNmuber / 10; j++) {
                [DemoObj syncDemoObj];
            }
            dispatch_group_leave(group);
        });
    }

    dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);

    CFAbsoluteTime end = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
return end - start;
}


- (CFAbsoluteTime)onceDemo2 {
    CFAbsoluteTime start =  CFAbsoluteTimeGetCurrent();

    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

for (int i = 0; i < 10; i++) {
        dispatch_group_enter(group);

// 异步执行 测试 一次性执行
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
for (int j = 0; j < largeNmuber / 10; j++) {
                [DemoObj onceDemoObj];
            }
            dispatch_group_leave(group);
        });
    }

    dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);

    CFAbsoluteTime end = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
return end - start;
}
@end

调度组

在实际开发中，有时候需要监听多个异步执行的任务的完成情况。等到所有的任务都完成之后再通知，可以用调度组实现

Ex: 下载三个电影，等所有的电影都下载完以后，在通知用户

1、创建队列
2、创建调度组
3、给调度组添加任务
4、所有任务执行完毕通知

注意：一般下载任务都是放在后台线程进行的，但是要把调度组的通知动作放到主线程，因为下载完以后进行通知会有UI的更新

调度组形式一

- (void)group1 {
// 1. 队列
dispatch_queue_t q = dispatch_get_global_queue(0, 0);

// 2. 调度组
    dispatch_group_t g = dispatch_group_create();

// 3. 添加任务，让队列调度，指定任务执行函数，最终通知群组
    dispatch_group_async(g, q, ^{
NSLog(@"download A %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_group_async(g, q, ^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:1.0];
NSLog(@"download B %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_group_async(g, q, ^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:0.8];
NSLog(@"download C %@", [NSThread currentThread]);
    });

// 4. 所有任务执行完毕后，获得通知
// 用一个调度组，可以监听全局队列调度的任务，执行完毕后，在主队列执行最终处理！
// dispatch_group_notify 本身是异步的
    dispatch_group_notify(g, dispatch_get_main_queue(), ^{
// 更新UI，通知用户！
NSLog(@"OK %@", [NSThread currentThread]);
    });

NSLog(@"come here");


// 如果下载完以后，还需要做其他的动作，就不要调用调度组自带的通知动作，课用下面代码实现
// 等待到永远，死等，阻塞住线程执行，一直到所有的任务执行完毕，才会执行后续的代码！
    dispatch_group_wait(g, DISPATCH_TIME_FOREVER);

NSLog(@"全都完毕");


}


调度组形式二


钓鱼度的任务添加更加灵活

- (void)group2 {
// 1. 队列
dispatch_queue_t q = dispatch_get_global_queue(0, 0);

// 2. 调度组
    dispatch_group_t g = dispatch_group_create();

// 3. 进入群组，执行此函数后，再添加的异步执行的block，会被group监听
// dispatch_group_enter & dispatch_group_leave一定要配对出现
    dispatch_group_enter(g);

// 4. 添加任务
dispatch_async(q, ^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:1.0];
NSLog(@"download A");
// 异步任务中，所有的代码执行完毕后，最后离开群组
        dispatch_group_leave(g);
    });

// 再次添加任务
    dispatch_group_enter(g);

// 5. 添加任务 B
dispatch_async(q, ^{
NSLog(@"download B");
// 异步任务中，所有的代码执行完毕后，最后离开群组
        dispatch_group_leave(g);
    });

// 6. 拦截通知，调度组执行完以后，调用此通知
// dispatch_group_notify(g, q, ^{
// NSLog(@"Over");
// });
// 等待到永远，死等，阻塞住线程执行，一直到所有的任务执行完毕，才会执行后续的代码！
    dispatch_group_wait(g, DISPATCH_TIME_FOREVER);

NSLog(@"全都完毕");
}

秒客网

iOS开发多线程之”GCD“

GCD

两个核心概念

程序员需要做的两件事

同步和异步的区别

任务队列

全局并发队列的优先级

GCD演练

全局队列和并发队列的区别

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