Grand Central Dispatch (GCD) 用法详细介绍

1. Dispatch Queue

执行处理有两种Dispatch Queue。

一种是等待现在执行中的处理的Serial Dispatch Queue。（顺序执行）

另一种是不等待现在执行中处理的Concurrent Dispatch Queue。（并行执行）

Concurrent Dispatch Queue执行：

线程0	线程1	线程2	线程3
blk0	blk1	blk2	blk3
blk5	blk6	blk4
blk7

2. dispatch_queue_create

通过 dispatch_queue_create 函数可以生成 Dispathch Queue。

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1. // 第一个参数为queue署名。第二个参数为创建的queue类型。null默认为Serial dispatch queue  
2. dispatch_queue_t myDispatchQueue = dispatch_queue_create(“com.example.queue”, NULL);  
3.   
4. // dispatch_queue_t myDispatchQueue = dispatch_queue_create(“com.example.queue”, DIDPATCH_QUEUE_CONCURRENT);  
5.   
6. dispatch_async(myDispatchQueue, ^{ NSLog(@“ block on queue “); });  
7.   
8. // 结束后需要release  
9. dispatch_release(myDispatchQueue);  
10.   
11. // 相应的有retain函数  
12. // dispatch_retain(myDispatchQueue);  

虽然一执行完 dispatch_async 后里面释放queue，但是由于Block持有该Dispatch Queue，所以此处release后 queue 不会被废弃。

3. Main Dispatch Queue 和 Global Dispatch Queue

以上两种为系统标准提供的Dispatch Queue；

名称	Dispatch Queue种类	说明
Main Dispatch Queue	Serial Dispatch Queue	主线程执行
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH	Concurrent Dispatch Queue	高优先级
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT	Concurrent Dispatch Queue	默认优先级
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW	Concurrent Dispatch Queue	低优先级
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND	Concurrent Dispatch Queue	后台执行

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1. // 获取主线程  
2. dispatch_queue_t mainDispatchQueue = dispatch_get_main_queue();  
3.   
4. //   
5. dispatch_queue_t globalDispatchQueueHigh = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0);  
6.   
7. //   
8. dispatch_queue_t globalDispatchQueueDefault = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);  
9.   
10. //   
11. dispatch_queue_t globalDispatchQueueLow = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW, 0);  
12.   
13. //   
14. dispatch_queue_t globalDispatchQueueBackground = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND, 0);  

注：dispatch_retain() 和 dispatch_release() 对于这两种queue不会引起任何变化。

4. dispatch_set_target_queue

dispatch_queue_create() 函数生成的无论是Serial 还是 Concurrent ，都是默认优先级。

使用 dispatch_set_target_queue 可以变更优先级。

例如：

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1. dispatch_queue_t myDispatchQueue = dispatch_queue_create(“com.example.queue”, NULL);  
2. dispatch_queue_t globalDispatchQueueBackground = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND, 0);  
3. dispatch_set_target_queue(myDispatchQueue, globalDispatchQueueBackground);  

以上代码将 myDispatchQueue 的优先级变更为 后台优先级。

5. dispatch_after

想要在指定时间后执行处理，可使用 dispatch_after。

例如：3秒后将指定的Block 追加奥 Main Dispatch Queue 中。

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1. dispatch_time_t time = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 33ull * NSEC_PER_SEC);  
2. dispatch_after(time, dispatch_get_main_queue(), ^{ NSLog(@“waited at least three seconds.”); });  

注： dispatch_after 函数并不是在指定时间后执行处理，而是在指定时间后追加处理到Dispatch Queue。例如Main Dispatch Queue在主线程的RunLoop中执行。所以在比如每隔1/60秒执行的RunLoop，Block最快在3秒后执行，最慢在 3+1/60秒后执行。

6. Dispatch Group

如果想要在追加到多个Dispatch Queue中的多个处理全部结束后执行结束处理，，可使用Dispatch Group。

例如：

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1. dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);  
2. dispatch_group_t group = dispatch_group_create();  
3.   
4. dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@“bll0”);});  
5. dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@“bll1”);});  
6. dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@“bll2”);});  
7.   
8. dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{ NSLog(@“done”); });  
9. dispatch_release(group);  

其中可以使用 dispatch_group_wait函数仅等待全部处理执行结束：

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1. dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);  
2. dispatch_group_t group = dispatch_group_create();  
3.   
4. dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@“bll0”);});  
5. dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@“bll1”);});  
6. dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@“bll2”);});  
7.   
8. dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);  
9. dispatch_release(group);   

注：dispatch_group_wait 的返回值为0，标识全部处理执行结束；

返回值不为0，表示经过了指定时间，属于Dispatch Group 的某一个处理还在执行中；

由于 DISPATCH_TIME_FOREVER 标识永久等待，故而返回值恒为0；

dispatch_group_wait 可能会造成当前线程停止，直至所有处理执行结束。

7. dispatch_barrier_async

在多个并行处理之间插入指定处理后再继续多个并行处理。

例如：

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1. dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(“com.example.queue”, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);  
2.   
3. dispatch_async(queue, blk0_for_reading);   
4. dispatch_async(queue, blk1_for_reading);   
5. dispatch_async(queue, blk2_for_reading);   
6. dispatch_async(queue, blk3_for_reading);   
7. dispatch_barrier_async(queue, blk_for_writing);  
8. dispatch_async(queue, blk4_for_reading);   
9. dispatch_async(queue, blk5_for_reading);   
10. dispatch_async(queue, blk6_for_reading);   
11. dispatch_async(queue, blk7_for_reading);   
12. dispatch_async(queue, blk8_for_reading);   
13.   
14. dispatch_release(queue);  

使用 Concurrent Dispatch Queue 和 dispatch_barrier_async 可实现高效率的数据库访问和文件访问。

8. dispatch_apply

该函数按指定的次数将指定的Block追加到指定的Dispatch Queue中，并等待全部处理执行结束。

例如：

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1. dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);  
2. dispatch_apply(5, queue, ^(size_t index){ NSLog(@“%zu”, index); });  
3. NSLog(@“done”);  

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1. // 运行结果  
2. 4  
3. 1  
4. 0  
5. 3  
6. 2  
7. done  

9. dispatch_suspend / dispatch_resume

当追加大量处理到Dispatch Queue时，在追加处理的过程中，希望不执行一追加的处理，例如验算结果被Block截获时，一些处理会对这个演算结果造成影响。

可使用以上两个函数挂起和恢复queue。

10. Dispatch Semaphore

该函数是比 dispatch_barrier_async() 更细粒度的排他控制。

先看一下例子：

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1. dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);  
2. NSMutableArray *array = [[NSMutableArray alloc] init];  
3. for(int i = 0; i< 100000; ++i)  
4. {  
5.      dispatch_async(queue, ^{ [array addObject:[NSNumber numberWithInt:i]]; });  
6. }  

以上代码执行后由内存错误导致应用异常结束的概率很高。

Dispatch Semaphore 是持有计数的信号。当计数为0时，表示等待；计数为1或者大于1时，减去1而不等待；

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1. // 生成函数,计数初始值为1  
2. dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);  
3.   
4. // 一直等待，直到Dispatch Semaphore 的计数值达到大于等于1；  
5. long result = dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);  
6. if (result == 0)  
7. {  
8.      // 可执行其他需要进行排他控制的处理  
9. }else{  
10.      // 在达到指定时间为止待机  
11. }  

修改后的例子：

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1. dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);  
2. // 保证可访问NSMutableArray 的线程同时只能有一个  
3. dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);  
4.   
5. NSMutableArray *array = [[NSMutableArray alloc] init];  
6. for(int i = 0; i< 100000; ++i)  
7. {  
8.      dispatch_async(queue, ^{   
9.           dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);  
10.           [array addObject:[NSNumber numberWithInt:i]];   
11.      });  
12. }   
13. dispatch_release(semaphore);  

11. dispatch_once

dispatch_once 函数保证在应用程序执行中只执行一次指定处理的API；

例如：

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1. static int initialized = NO;  
2. if (initialized == NO)  
3. {  
4.      //initialized  
5.      initialized = YES;  
6. }  

可转变成：

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1. static dispatch_once_t pred;  
2. dispatch_once(&pred, ^{  
3.      //initialized  
4. });