GCD梳理与总结

GCD是iOS开发中常用的多线程技术,具有以下优点

  • 可用于多核的并行运算。
  • 会自动利用更多的 CPU 内核。
  • 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)。

但是由于其知识点细碎,API繁多,所以笔者决定抽空以写博客的方式对GCD进行梳理,总结,归纳和再学习。

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首先我们来谈谈几个基本概念

任务

任务就是要执行的操作,也就是你在线程中执行的那段代码。在 GCD 中是放在 block 中的。

队列

队列有两种:1.串行队列。2.并发队列。

  • 串行队列(Serial Dispatch Queue): 每次只有一个任务被执行。让任务一个接着一个地执行。(只开启一个线程,一个任务执行完毕后,再执行下一个任务)
  • 并发队列(Concurrent Dispatch Queue): 可以让多个任务并发(同时)执行。(可以开启多个线程,并且同时执行任务)

执行队列的方式

  • 同步执行(sync):

    • 同步添加任务到指定的队列中,在添加的任务执行结束之前,会一直等待,直到队列里面的任务完成之后再继续执行。
    • 只能在当前线程中执行任务,不具备开启新线程的能力。
  • 异步执行(async):

    • 异步添加任务到指定的队列中,它不会造成主线程的等待,可以继续执行任务。
    • 可以在新的线程中执行任务,具备开启新线程的能力。

讲完了这三个基本概念后,可能概念上有点绕,也有点懵。那么笔者来打个比方。我以大家小时候都玩过的四驱车举例。

打个比方:

就比如小时后玩的四驱车,队列就相当于跑道,串行队列就是一条跑道,并发队列就是多条跑道。四驱车就相当于任务。基本规则就是每条跑道上只能有一辆车在上面跑。 串行队列 由于只有一条跑道,所以每次只能跑一辆车(一个任务),等这辆车跑完,别的车(任务)才能跑。 并发队列 由于有多个跑道,所以可以供多辆车(多个任务)一起跑。

  • 执行队列的方式就是我们如何把车(任务)放到跑道(队列)里。

    • 同步执行 不开启新线程,就相当于我们只有主线程一只手,每次只能把一辆车(任务)放到跑道上跑,等车跑完,把车收了以后,才能把下一辆车(任务)放到跑道上跑。所以不管我们是把车(任务)放到单条跑道(串行队列)还是把车(任务)放到多条跑道(并发队列),每次都只能控制一辆车。并且由于主线程在玩车(执行任务),也就干不了别的事,所以同步执行会造成主线程等待。
    • 异步执行 可以开启线程,就相当于我们除了有主线程这只手外还邀请了很多一起玩的小伙伴(分线程),我们每个人都能拿起一辆车(任务)放到对应的跑道(队列)上,然后一起跑。所以在多条跑道(并发队列)上多辆车(多个任务)可以一起跑。如果车(任务)很多,跑道只有一个(串行队列),那么还是得排队玩,每次只能跑一辆车(任务)。但是,由于邀请了小伙伴(开启了线程),主线程这只手就可以让小伙伴(分线程)先玩车,自己去处理别的事情。所以异步执行不会造成主线程等待。

API

理解完基本概念后我们再来梳理一下相关的API。

  • 队列的创建方法

    第一个参数表示队列的唯一标识,第二个参数用来识别是串行队列还是并发队列。若为NULL时,默认是串行队列。 串行队列:DISPATCH_QUEUE_SERIAL 并发队列:DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT

    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.test.testQueue",     DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
  • 小知识1.主队列其实也是一种特殊的串行队列

    //主队列的获取方法
    dispatch_queue_t mainqueue = dispatch_get_main_queue();

    2.系统提供了全局并发队列的直接获取方法:第一个参数表示队列优先级,我们选择 默认的好了,第二个参数flags作为保留字段备用,一般都直接填0

    //全局并发队列的获取方法
    dispatch_queue_t mainqueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
  • 同步执行(sync)和异步执行(async)

    //用同步的方式将任务放到queue队列。
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"同步执行的任务1");
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"同步执行的任务2");
    });
    
    //用异步的方式将任务放到queue队列。
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"异步执行的任务");
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"执行的任务");
    });
    • 注意死锁禁止在串行队列中再以同步操作执行该队列任务。因为会相互等待发生死锁。

      //创建串行队列
      dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.test.testQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
      dispatch_sync(queue^{    
      NSLog(@"任务1开始");
      //到这里就死锁了
      dispatch_sync(queue, ^{  
          NSLog(@"任务2",);
      });
      NSLog(@"任务1结束");
      });

      我们来分析一下为什么会死锁。首先,两次 同步操作 都是把任务放入到 同一个串行队列 中。需要注意的是,第二次同步操作是嵌套在第一次的任务中的。 同步执行的规则 :在添加的任务执行结束之前,会一直等待。 串行队列的规则 :每次只有一个任务被执行。 所以这两条规则在这里就发生了矛盾。任务1不执行完,就没法把任务2放到串行队列里。不把任务2放到串行队列里,任务1就没办执行完,从而发生了死锁。

      由于主队列是一个在主线程中同步执行的串行队列,所以以下操作也会发生死锁

      //获取主队列
      dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
      // 同步的将任务放到住队列中(发生死锁)
      dispatch_sync(queue, ^{
      NSLog(@"任务");
      });
  • 附录 几个线程API

    //currentThread获取当前的线程对象
    NSThread *thread = [NSThread currentThread];
    
    //isMainThread获取当前线程是否为主线程
    BOOL isMain = [NSThread isMainThread];
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