巧谈GCD

2. 任务

linux内核中的任务的概念是描述进程的一种结构体,而GCD中的任务只是一个代码块,它可以指一个block或者函数指针。按照这一个代码块添加进去队列的措施,将任务分为同步任务和异步任务:

  • 一同任务,使用dispatch_sync将任务参与队列。将共同任务参预串行队列,会相继执行,一般不这么做而且在一个任务未为止时调起此外同步任务会死锁。将一头任务加入并行队列,会相继执行,可是也没怎么意义。
  • 异步任务,使用dispatch_async将任务参预队列。将异步任务插手串行队列,会相继执行,并且不会产出死锁问题。将异步任务参与并行队列,会并行执行三个任务,这也是大家最常用的一种方法。

9. dispatch_set_context、dispatch_get_context和dispatch_set_finalizer_f

貌似用法

// dispatch_set_context、dispatch_get_context是为了向队列中传递上下文context服务的。
// dispatch_set_finalizer_f相当于dispatch_object_t的析构函数。
// 因为context的数据不是foundation对象,所以arc不会自动回收,一般在dispatch_set_finalizer_f中手动回收,所以一般讲上述三个方法绑定使用。

- (void)test
{
    // 几种创建context的方式
    // a、用C语言的malloc创建context数据。
    // b、用C++的new创建类对象。
    // c、用Objective-C的对象,但是要用__bridge等关键字转为Core Foundation对象。

    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    if (queue) {
        // "123"即为传入的context
        dispatch_set_context(queue, "123");
        dispatch_set_finalizer_f(queue, &xigou);
    }
    dispatch_async(queue, ^{
        char *string = dispatch_get_context(queue);
        NSLog(@"%s", string);
    });
}

// 该函数会在dispatch_object_t销毁时调用。
void xigou(void *context)
{
    // 释放context的内存(对应上述abc)

    // a、CFRelease(context);
    // b、free(context);
    // c、delete context;
}

采用场景
dispatch_set_context可以为队列添加上下文数据,不过因为GCD是C语言接口格局的,所以其context参数类型是“void
*”。需采纳上述abc两种格局创建context,并且一般结合dispatch_set_finalizer_f使用,回收context内存。

7. dispatch_suspend和dispatch_resume

貌似用法

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
dispatch_suspend(queue); //暂停队列queue
dispatch_resume(queue);  //恢复队列queue

利用场景
这种用法我还尚无品味过,然则里面有个需要注意的点。这多个函数不会潜移默化到行列中一度实施的职责,队列暂停后,已经添加到队列中但还从未实施的天职不会举行,直到队列被苏醒。

4. dispatch_group

一般用法

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

dispatch_group_async(group, queue, ^{
    // 异步任务1
});

dispatch_group_async(group, queue, ^{
    // 异步任务2
});

// 等待group中多个异步任务执行完毕,做一些事情,介绍两种方式

// 方式1(不好,会卡住当前线程)
dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
...

// 方式2(比较好)
dispatch_group_notify(group, mainQueue, ^{
    // 任务完成后,在主队列中做一些操作
    ...
});

采纳场景
上述的一种方法,可以适用于自己维护的一部分异步任务的联名问题;不过对于已经封装好的一些库,比如AFNetworking等,大家不到手其异步任务的连串,这里可以经过一种计数的主意决定任务间协同,上边为缓解单界面多接口的一种方法。

// 两个请求和参数为我项目里面的不用在意。

// 计数+1
dispatch_group_enter(group);
[JDApiService getActivityDetailWithActivityId:self.activityId Location:stockAddressId SuccessBlock:^(NSDictionary *userInfo) {
    // 数据返回后一些处理
    ...

    // 计数-1
    dispatch_group_leave(group);
} FailureBlock:^(NSError *error) {
    // 数据返回后一些处理
    ...

    // 计数-1
    dispatch_group_leave(group);
}];

// 计数+1
dispatch_group_enter(group);
[JDApiService getAllCommentWithActivityId:self.activityId PageSize:3 PageNum:self.commentCurrentPage SuccessBlock:^(NSDictionary *userInfo) {
    // 数据返回后一些处理
    ...

    // 计数-1
    dispatch_group_leave(group);
} FailureBlock:^(NSError *error) {
    // 数据返回后一些处理
    ...

    // 计数-1
    dispatch_group_leave(group);
}];

// 其实用计数的说法可能不太对,但是就这么理解吧。会在计数为0的时候执行dispatch_group_notify的任务。
dispatch_group_notify(group, mainQueue, ^{
    // 一般为回主队列刷新UI
    ...
});

五、拾遗

这里关键提一下GCD的一些坑和线程的部分题目。

8. dispatch_semaphore_signal

貌似用法

// dispatch_semaphore_signal有两类用法:a、解决同步问题;b、解决有限资源访问(资源为1,即互斥)问题。
// dispatch_semaphore_wait,若semaphore计数为0则等待,大于0则使其减1。
// dispatch_semaphore_signal使semaphore计数加1。

// a、同步问题:输出肯定为1、2、3。
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_semaphore_t semaphore1 = dispatch_semaphore_create(1);
dispatch_semaphore_t semaphore2 = dispatch_semaphore_create(0);
dispatch_semaphore_t semaphore3 = dispatch_semaphore_create(0);

dispatch_async(queue, ^{
    // 任务1
    dispatch_semaphore_wait(semaphore1, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"1\n");
    dispatch_semaphore_signal(semaphore2);
    dispatch_semaphore_signal(semaphore1);
});

dispatch_async(queue, ^{
    // 任务2
    dispatch_semaphore_wait(semaphore2, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"2\n");
    dispatch_semaphore_signal(semaphore3);
    dispatch_semaphore_signal(semaphore2);
});

dispatch_async(queue, ^{
    // 任务3
    dispatch_semaphore_wait(semaphore3, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"3\n");
    dispatch_semaphore_signal(semaphore3);
});

// b、有限资源访问问题:for循环看似能创建100个异步任务,实质由于信号限制,最多创建10个异步任务。
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(10);
for (int i = 0; i < 100; i ++) {
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    dispatch_async(queue, ^{
    // 任务
    ...
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);
    });
}

利用场景
实际关于dispatch_semaphore_t,并不曾看到太多采纳和素材表明,我只得参照自己对linux信号量的掌握写了三个用法,经测试确实相似。这里,就不对一部分死锁问题举办讨论了。

1. 死锁

dispatch_sync

// 假设这段代码执行于主队列
dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("serialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();

// 在主队列添加同步任务
dispatch_sync(mainQueue, ^{
    // 任务
    ...
});

// 在串行队列添加同步任务 
dispatch_sync(serialQueue, ^{
    // 任务
    ...
    dispatch_sync(serialQueue, ^{
        // 任务
        ...
    });
};

dispatch_apply

// 因为dispatch_apply会卡住当前线程,内部的dispatch_apply会等待外部,外部的等待内部,所以死锁。
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_apply(10, queue, ^(size_t) {
    // 任务
    ...
    dispatch_apply(10, queue, ^(size_t) {
        // 任务
        ...
    });
});

dispatch_barrier
dispatch_barrier_sync在串行队列和全局并行队列之中和dispatch_sync同样的功能,所以需考虑同dispatch_sync一样的死锁问题。

四、内存和安全

多少提一下吧,因为一些人纠结于dispatch的内存问题。
内存

  • MRC:用dispatch_retain和dispatch_release管理dispatch_object_t内存。
  • ARC:ARC在编译时刻自动管理dispatch_object_t内存,使用retain和release会报错。

安全
dispatch_queue是线程安全的,你可以无限制往里面添加任务。

6. dispatch_apply

一般用法

// for循环做一些事情,输出0123456789
for (int i = 0; i < 10; i ++) {
    NSLog(@"%d", i);
}

// dispatch_apply替换(当且仅当处理顺序对处理结果无影响环境),输出顺序不定,比如1098673452
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
/*! dispatch_apply函数说明
*
*  @brief  dispatch_apply函数是dispatch_sync函数和Dispatch Group的关联API
*         该函数按指定的次数将指定的Block追加到指定的Dispatch Queue中,并等到全部的处理执行结束
*
*  @param 10    指定重复次数  指定10次
*  @param queue 追加对象的Dispatch Queue
*  @param index 带有参数的Block, index的作用是为了按执行的顺序区分各个Block
*
*/
dispatch_apply(10, queue, ^(size_t index) {
    NSLog(@"%zu", index);
});

选用场景
那么,dispatch_apply有什么样用呢,因为dispatch_apply并行的运行机制,效能一般快于for循环的类串行机制(在for五回巡回中的处理任务过多时差距比较大)。比如这足以用来拉取网络数据后提前算出各样控件的深浅,制止绘制时总结,提升表单滑动流畅性,假如用for循环,耗时较多,并且每个表单的多寡尚未借助关系,所以用dispatch_apply比较好。

3. dispatch_once

相似用法

static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
    // 只执行一次的任务
    ...
});

应用场景
可以运用其成立一个单例,也足以做一些另外只举行两回的代码,比如做一个只可以点五回的button(好像没啥用)。

六、参考文献

1、https://developer.apple.com/library/mac/documentation/General/Conceptual/ConcurrencyProgrammingGuide/OperationQueues/OperationQueues.html\#//apple\_ref/doc/uid/TP40008091-CH102-SW2
2、https://developer.apple.com/library/ios/documentation/Performance/Reference/GCD\_libdispatch\_Ref/
3、http://tutuge.me/2015/04/03/something-about-gcd/
4、http://www.jianshu.com/p/85b75c7a6286
5、http://www.jianshu.com/p/d56064507fb8

3. 简单利用

// 队列的创建,queue1:中(默认)优先级的全局并行队列、queue2:主队列、queue3:未指定type则为串行队列、queue4:指定串行队列、queue5:指定并行队列
dispatch_queue_t queue1 = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_queue_t queue2 = dispatch_get_main_queue();
dispatch_queue_t queue3 = dispatch_queue_create("queue3", NULL);
dispatch_queue_t queue4 = dispatch_queue_create("queue4", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_queue_t queue5 = dispatch_queue_create("queue5", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

// 队列中添加异步任务
dispatch_async(queue1, ^{
// 任务
...
});

// 队列中添加同步任务
dispatch_sync(queue1, ^{
// 任务
...
});

三、GCD常见用法和运用场景

分外喜欢一句话:Talk is cheap, show me the
code.接下来对GCD的采取,我会通过代码显示。

3. GCD和线程的关系

假如你是新手,GCD和线程暂时木有关系。
假定你是一把手,大家做情人啊。

2. dispatch_after

相似用法

dispatch_queue_t queue= dispatch_get_main_queue();
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(5.0 * NSEC_PER_SEC)), queue, ^{
    // 在queue里面延迟执行的一段代码
    ...
});

利用场景
这为大家提供了一个简练的延迟执行的格局,比如在view加载截止延迟执行一个卡通等等。

1. dispatch_async

相似用法

dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_async(globalQueue, ^{
    // 一个异步的任务,例如网络请求,耗时的文件操作等等
    ...
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        // UI刷新
        ...
    });
});

应用场景
这种用法相当广泛,比如敞开一个异步的网络请求,待数额重临后重返主队列刷新UI;又例如请求图片,待图片再次回到刷新UI等等。

一、多线程背景

Although threads have been around for many years and continue to have
their uses, they do not solve the general problem of executing
multiple tasks in a scalable way. With threads, the burden of creating
a scalable solution rests squarely on the shoulders of you, the
developer. You have to decide how many threads to create and adjust
that number dynamically as system conditions change. Another problem
is that your application assumes most of the costs associated with
creating and maintaining any threads it uses.

上述大致说出了直白操纵线程实现多线程的流弊:

  • 开发人士必须按照系统的变化动态调整线程的数量和气象,即对开发者的负担重。
  • 应用程序会在创设和掩护线程上消耗过多财力,即效用低。

相持的,GCD是一套低层级的C API,通过
GCD,开发者只需要向队列中添加一段代码块(block或C函数指针),而不需要一向和线程打交道。GCD在后端管理着一个线程池,它不光主宰着您的代码块将在哪些线程被实践,还遵照可用的系统资源对这个线程举行管理。GCD的劳作办法,使其负有众多亮点(快、稳、准):

  • 快,更快的内存功能,因为线程栈不暂存于应用内存。
  • 稳,提供了活动的和周密的线程池管理机制,稳定而便利。
  • 准,提供了直接并且简单的调用接口,使用方便,准确。

谈到iOS多线程,一般都会谈到四种模式:pthread、NSThread、GCD和NSOperation。其中,苹果推荐也是大家最平日应用的真切是GCD。对于身为开发者的我们的话,并发一贯都很费力,假若对GCD的知情不够透彻,那么iOS开发的历程相对不会顺手。那里,我会从多少个角度浅谈自身对GCD的通晓。

5. dispatch_barrier_async

相似用法

// dispatch_barrier_async的作用可以用一个词概括--承上启下,它保证此前的任务都先于自己执行,此后的任务也迟于自己执行。本例中,任务4会在任务1、2、3都执行完之后执行,而任务5、6会等待任务4执行完后执行。

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(queue, ^{
    // 任务1
    ...
});
dispatch_async(queue, ^{
    // 任务2
    ...
});
dispatch_async(queue, ^{
    // 任务3
    ...
});
dispatch_barrier_async(queue, ^{
    // 任务4
    ...
});
dispatch_async(queue, ^{
    // 任务5
    ...
});
dispatch_async(queue, ^{
    // 任务6
    ...
});

行使场景
和dispatch_group类似,dispatch_barrier也是异步任务间的一种共同格局,可以在比如文件的读写操作时行使,保证读操作的准头。其它,有几许亟需注意,dispatch_barrier_sync和dispatch_barrier_async只在友好创设的并发队列上有效,在大局(Global)并发队列、串行队列上,效果跟dispatch_(a)sync效果同样。

2. dispatch_time_t

// dispatch_time_t一般在dispatch_after和dispatch_group_wait等方法里作为参数使用。这里最需要注意的是一些宏的含义。
// NSEC_PER_SEC,每秒有多少纳秒。
// USEC_PER_SEC,每秒有多少毫秒。
// NSEC_PER_USEC,每毫秒有多少纳秒。
// DISPATCH_TIME_NOW 从现在开始
// DISPATCH_TIME_FOREVE 永久

// time为1s的写法
dispatch_time_t time = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 1 * NSEC_PER_SEC);

1. 队列

调度队列是一个目标,它会以first-in、first-out的点子管理您提交的天职。GCD有两种队列类型:

  • 串行队列,串行队列将任务以先进先出(FIFO)的各样来实施,所以串行队列平常用来做访问一些特定资源的一块处理。你能够也依照需要成立三个体系,而这几个队列相对其他队列都是出新执行的。换句话说,假设你创立了4个串行队列,每一个行列在同一时间都只举办一个职责,对这三个任务以来,他们是互为独立且并发执行的。即使急需创设串行队列,一般用dispatch_queue_create这多少个主意来贯彻,并点名队列类型DISPATCH_QUEUE_SERIAL。
  • 相互队列,并发队列即便是能而且实施七个任务,但这多少个任务仍旧是依据先到先举行(FIFO)的一一来推行的。并发队列会基于系统负荷来适合地采取并发执行这些任务。并发队列一般指的就是全局队列(Global
    queue),进程中设有五个全局队列:高、中(默认)、低、后台多少个优先级队列,可以调用dispatch_get_global_queue函数传入优先级来拜会队列。当然大家也得以用dispatch_queue_create,并点名队列类型DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT,来协调创制一个产出队列。
  • 主队列,与主线程效能相同。实际上,提交至main
    queue的职责会在主线程中推行。main
    queue可以调用dispatch_get_main_queue()来收获。因为main
    queue是与主线程相关的,所以这是一个串行队列。和其它串行队列一样,这么些行列中的任务五次只可以执行一个。它能保证拥有的职责都在主线程执行,而主线程是绝无仅有可用以更新
    UI 的线程。

外加说一句,上边也说过,队列间的施行是互为的,然而也设有部分限制。比如,并行执行的队列数量受到内核数的限量,不可能真正成功大量行列并行执行;比如,对于互相队列中的全局队列而言,其设有优先级关系,执行的时候也会遵照其事先顺序,而不是相互。

二、队列和任务

初学GCD的时候,肯定会纠结一些看似很重点但却毫无意义的题材。比如:GCD和线程到底咋样关系;异步任务到底在哪个线程工作;队列到底是个什么东西;mian
queue和main
thread到底搞哪样名堂等等。现在,那么些大家一贯略过(最终拾遗中会谈一下),苹果既然推荐使用GCD,那么为何还要纠结于线程呢?需要关爱的只有六个概念:队列、任务。