Swift - 多线程实现方式（3） - Grand Central Dispatch（GCD）

1，Swift继续使用Object-C原有的一套线程，包括三种多线程编程技术：
（1）NSThread
（2）Cocoa NSOperation（NSOperation和NSOperationQueue）
（3）Grand Central Dispath（GCD）

2，本文着重介绍Grand Central Dispath（GCD）
GCD是Apple开发的一个多核编程的解决方法，基本概念就是dispatch queue（调度队列），queue是一个对象，它可以接受任务，并将任务以先到先执行的顺序来执行。dispatch queue可以是并发的或串行的。GCD的底层依然是用线程实现，不过我们可以不用关注实现的细节。其优点有如下几点：（1）易用：GCD比thread更简单易用。基于block的特效使它能极为简单地在不同代码作用域之间传递上下文。（2）效率：GCD实现功能轻量，优雅，使得它在很多地方比专门创建消耗资源的线程更加实用且快捷。（3）性能：GCD自动根据系统负载来增减线程数量，从而减少了上下文切换并增加了计算效率。（4）安全：无需加锁或其他同步机制。
3，GCD三种创建队列的方法（1）自己创建一个队列第一个参数代表队列的名称，可以任意起名第二个参数代表队列属于串行还是并行执行任务串行队列一次只执行一个任务。一般用于按顺序同步访问，但我们可以创建任意数量的串行队列，各个串行队列之间是并发的。并行队列的执行顺序与其加入队列的顺序相同。可以并发执行多个任务，但是执行完成的顺序是随机的。

//创建串行队列
var serial:dispatch_queue_t = dispatch_queue_create("serialQueue1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL)

//创建并行队列
var concurrent:dispatch_queue_t = dispatch_queue_create("concurrentQueue1", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT)

（2）获取系统存在的全局队列 Global Dispatch Queue有4个执行优先级：DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH  高DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT  正常DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW  低DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND 非常低的优先级（这个优先级只用于不太关心完成时间的真正的后台任务）

var globalQueue:dispatch_queue_t = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)

（3）运行在主线程的Main Dispatch Queue 正如名称中的Main一样，这是在主线程里执行的队列。应为主线程只有一个，所有这自然是串行队列。一起跟UI有关的操作必须放在主线程中执行。

var mainQueue:dispatch_queue_t = dispatch_get_main_queue()

4，添加任务到队列的两种方法 （1）dispatch_async异步追加Block块（dispatch_async函数不做任何等待）

//添加异步代码块到dispatch_get_global_queue队列
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), { () -> Void in
    //处理耗时操作的代码块...
    println("do work")

    //操作完成，调用主线程来刷新界面
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), { () -> Void in
        println("main refresh")
    })
})

（2）dispatch_sync同步追加Block块 同步追加Block块，与上面相反。在追加Block结束之前，dispatch_sync函数会一直等待，等待队列前面的所有任务完成后才能执行追加的任务。

//添加同步代码块到dispatch_get_global_queue队列
//不会造成死锁，当会一直等待代码块执行完毕
dispatch_sync(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), { () -> Void in
    println("sync1")
})
println("end1")


//添加同步代码块到dispatch_get_main_queue队列
//会引起死锁
//因为在主线程里面添加一个任务，因为是同步，所以要等添加的任务执行完毕后才能继续走下去。但是新添加的任务排在
//队列的末尾，要执行完成必须等前面的任务执行完成，由此又回到了第一步，程序卡死
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), { () -> Void in
    println("sync2")
})
println("end2")

5，暂停或者继续队列这两个函数是异步的，而且只在不同的blocks之间生效，对已经正在执行的任务没有影响。dispatch_suspend后，追加到Dispatch Queue中尚未执行的任务在此之后停止执行。而dispatch_resume则使得这些任务能够继续执行。

//创建并行队列
var conQueue:dispatch_queue_t = dispatch_queue_create("concurrentQueue1", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT)
//暂停一个队列
dispatch_suspend(conQueue)
//继续队列
dispatch_resume(conQueue)

6，dispatch_once 一次执行保证dispatch_once中的代码块在应用程序里面只执行一次，无论是不是多线程。因此其可以用来实现单例模式，安全，简洁，方便。

//往dispatch_get_global_queue队列中添加代码块，只执行一次
var predicate:dispatch_once_t = 0
dispatch_once(&predicate, { () -> Void in
    //只执行一次，可用于创建单例
    println("work")
})

7，dispatch_after 延迟调用dispatch_after并不是在指定时间后执行任务处理，而是在指定时间后把任务追加到Dispatch Queue里面。因此会有少许延迟。注意，我们不能（直接）取消我们已经提交到dispatch_after里的代码。

//延时2秒执行
let delta = 2.0 * Double(NSEC_PER_SEC)
let dtime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, Int64(delta))
dispatch_after(dtime, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)) { () -> Void in
    println("延时2秒执行")
}

8，多个任务全部结束后做一个全部结束的处理dispatch_group_async：用来监视一组block对象的完成，你可以同步或异步地监视dispatch_group_notify：用来汇总结果，所有任务结束汇总，不阻塞当前线程dispatch_group_wait：等待直到所有任务执行结束，中途不能取消，阻塞当前线程

//获取系统存在的全局队列
var queue:dispatch_queue_t = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)
//定义一个group
var group:dispatch_group_t = dispatch_group_create()
//并发任务，顺序执行
dispatch_group_async(group, queue, {() -> Void in
    println("block1")
})
dispatch_group_async(group, queue, {() -> Void in
    println("block2")
})
dispatch_group_async(group, queue, {() -> Void in
    println("block3")
})

//所有任务执行结束汇总，不阻塞当前线程
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), {() -> Void in
    println("group done")
})

//永久等待，直到所有任务执行结束，中途不能取消，阻塞当前线程
var result = dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER)
if result == 0{
    println("任务全部执行完成")
}else{
    println("某个任务还在执行")
}

8，dipatch_apply 指定次数的Block最加到指定队列中dipatch_apply函数是dispatch_sync函数和Dispatch Group的关联API。按指定的次数将指定的Block追加到指定的Dispatch Queue中，并等待全部处理执行结束。因为dispatch_apply函数也与dispatch_sync函数一样，会等待处理结束，因此推荐在dispatch_async函数中异步执行dispatch_apply函数。dispatch_apply函数可以实现高性能的循环迭代。

//获取系统存在的全局队列
var queue:dispatch_queue_t = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)

//定义一个一步代码块
dispatch_async(queue, {() -> Void in

    //通过dispatch_apply，循环变量数组
    dispatch_apply(6, queue, {(index) -> Void in
        println(index)
    })

    //执行完毕，主线程更新
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), {() -> Void in
        println("done")
    })
})

9，信号，信号量dispatch_semaphore_create：用于创建信号量，可以指定初始化信号量计数值，这里我们默认1.dispatch_semaphore_waite：会判断信号量，如果为1，则往下执行。如果是0，则等待。dispatch_semaphore_signal：代表运行结束，信号量加1，有等待的任务这个时候才会继续执行。

//获取系统存在的全局队列
var queue:dispatch_queue_t = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)

//当并行执行的任务更新数据时，会产生数据不一样的情况
for i in 1...20
{
    dispatch_async(queue,{ () -> Void in
        println("\(i)")
    })
}

//使用信号量保证正确性
//创建一个初始计数值为1的信号
var semaphore:dispatch_semaphore_t = dispatch_semaphore_create(1)
for i in 1...20
{
    dispatch_async(queue,{ () -> Void in
        //永久等待，直到Dispatch Semaphore的计数值 >= 1
        dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER)
        println("\(i)")
        //发信号，使原来的信号计数值+1
        dispatch_semaphore_signal(semaphore)
    })
}

原文出自： www.hangge.com   转载请保留原文链接： http://www.hangge.com/blog/cache/detail_745.html