iOS超级超级详细介绍GCD
什么是GCD
Grand Central Dispatch(GCD)是异步执行任务的技术之一。一般将应用程序中记述的线程管理用的代码在系统级中实现。开发者只需要定义想执行的任务并追加到适当的Dispatch Queue中,GCD就能生成必要的线程并计划执行任务。由于线程管理是作为系统的一部分来实现的,因此可统一管理,也可执行任务,这样就比以前的线程更有效率。
Dispatch Queue
将想执行的任务追加到适当的Dispatch Queue
Dispatch Queue种类 | 说明 |
---|---|
Serial Dispatch Queue | 串行队列,任务按照追加顺序处理(FIFO) |
Concurrent Dispatch Queue | 并行队列 |
串行队列
并行队列
重点
串行队列只有一个线程,并行队列有多个线程。
自建Queue
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.test.queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);//创建了一个并行队列 dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.test.queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);//创建了一个串行队列
系统Queue
- Main DispatchQueue在主线程中执行的Dispatch Queue。因为主线程只有1个,所以
Main Dispatch Queue
是串行队列。加入到主队列中的任务一定不会生成新的线程,因为主队列必须有且只有一条主线程。 - Global Dispatch Queue一个所有应用程序都能够使用的并发队列。加入到该队列中的任务不一定会生成线程。因为有线程重用的现象
iOS8.0之后的权限
名称 | 描述 |
---|---|
QOS_CLASS_USER_INTERACTIVE | 与用户交互的任务,这些任务通常跟UI级别的刷新相关,比如动画,这些任务需要在一瞬间完成 |
QOS_CLASS_USER_INITIATED | 由用户发起的并且需要立即得到结果的任务,比如滑动scroll view时去加载数据用于后续cell的显示,这些任务通常跟后续的用户交互相关,在几秒或者更短的时间内完成 |
QOS_CLASS_DEFAULT | 优先级介于user-initiated 和 utility,当没有 QoS信息时默认使用,开发者不应该使用这个值来设置自己的任务 |
QOS_CLASS_UTILITY | 一些可能需要花点时间的任务,这些任务不需要马上返回结果,比如下载的任务,这些任务可能花费几秒或者几分钟的时间 |
QOS_CLASS_BACKGROUND | 这些任务对用户不可见,比如后台进行备份的操作,这些任务可能需要较长的时间,几分钟甚至几个小时 |
QOS_CLASS_UNSPECIFIED | 未指定 |
Dispatch Group
dispatch_group是GCD的一项特性,能够把任务分组。调用者可以等待这组任务执行完毕,也可以提供回调函数之后继续往下执行,这组任务完成时,调用者会得到通知。常用场景比如说,下载一个大的文件,分块下载,全部下载完成后再合成一个文件。再比如同时下载多个图片,监听全部下载完后的动作
- 创建group
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
添加任务
dispatch_group_async(dispatch_group_t group,dispatch_queue_t queue,dispatch_block_t block);
将一个任务添加到指定group中
dispatch_group_enter(dispatch_group_t group);dispatch_group_leave(dispatch_group_t group);
这两个函数同上边一样的效果,不过一定要注意这两个函数必须成对出现!否则这一组任务就永远执行不完。
监听任务完成
- dispatch_group_notify(dispatch_group_t group,dispatch_queue_t queue,dispatch_block_t block);开发者可以传入block,等dispatch group 执行完毕之后,块会在特定的线程上执行,而不阻塞线程。
- long dispatch_group_wait(dispatch_group_t group, dispatch_time_t timeout);
timeout参数表示函数在等待dispatch group执行完毕后,应该阻塞多久。如果执行dispatch group所需的时间小于timeout,则返回0,否则返回非0值.此参数可以取常量DISPATCH_TIME_FOREVER,这表示函数会一直等着dispatch group 执行完,而不会超时。此方法会阻塞线程。
*** 使用dispatch_group_notify***
//这个例子演示将将一个很大的字符串删除指定几个字符串。比如“abcdefghicladedgdsfs”删除"ace"三个字符串
int const COUNT = 6; @interface ViewController () { NSMutableArray *values; dispatch_group_t group; dispatch_queue_t queue; } @end @implementation ViewController - (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; values = [NSMutableArray array]; group = dispatch_group_create(); queue = dispatch_queue_create("com.aa.test", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); [self removeChars:@"abcdefghicladedgdsfs" target:@"ace"]; dispatch_group_notify(group, queue, ^{ NSString *str = [values componentsJoinedByString:@""]; NSLog(@"%@",str); }); } - (void) removeChars:(NSString *)pBuffer target:(NSString *)target { for (int i = 0; i<COUNT; i++) { if (i==COUNT-1) { NSString *str = [pBuffer substringWithRange:NSMakeRange(pBuffer.length/(COUNT-1)*i,pBuffer.length-pBuffer.length/(COUNT-1)*i)]; [values addObject:str]; }else{ NSString *str = [pBuffer substringWithRange:NSMakeRange(pBuffer.length/(COUNT-1)*i, pBuffer.length/(COUNT-1))]; [values addObject:str]; } } for (int i = 0; i<values.count; i++) { [self handlerString:values[i] target:target index:i]; } } - (void)handlerString:(NSString *)string target:(NSString *)target index:(int)index{ dispatch_group_async(group, queue, ^{ values[index] = [self replace:string target:target]; }); } - (NSString *)replace:(NSString *)string target:(NSString *)target{ for (int i = 0; i<target.length; i++) { char temp = [target characterAtIndex:i]; string = [string stringByReplacingOccurrencesOfString:[NSString stringWithFormat:@"%c", temp] withString:@""]; } return string; } @end
使用dispatch_group_enter和dispatch_group_leave
dispatch_group_t group =dispatch_group_create(); dispatch_queue_t globalQueue=dispatch_get_global_queue(0, 0); dispatch_group_enter(group); //模拟多线程耗时操作 dispatch_group_async(group, globalQueue, ^{ sleep(3); NSLog(@"%@---block1结束。。。",[NSThread currentThread]); dispatch_group_leave(group); }); NSLog(@"%@---1结束。。。",[NSThread currentThread]); dispatch_group_enter(group); //模拟多线程耗时操作 dispatch_group_async(group, globalQueue, ^{ sleep(3); NSLog(@"%@---block2结束。。。",[NSThread currentThread]); dispatch_group_leave(group); }); NSLog(@"%@---2结束。。。",[NSThread currentThread]); dispatch_group_notify(group, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{ NSLog(@"%@---全部结束。。。",[NSThread currentThread]); });
dispatch_async
和dispatch_sync
- dispatch_async
dispatch_async
将指定的Block异步
的追加到指定的Dispatch Queue中。dispatch_async
函数不会做任何等待
- dispatch_sync
dispatch_sync
将指定的Block同步
的追加到指定的Dispatch Queue。此时dispatch_sync
会一直等待Block执行结束之后,才会返回。线程才能接着继续执行其他代码。
如dispatch_group_wait函数一样,"等待"意味着当前线程停止。
例:
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{ NSLog(@"测试2"); });
执行以上代码则会直接崩溃。主要是因为dispatch_sync
在追加Block的过程中同时在等待,等待意味着当前主线程已经停止,所以主线程无法执行追到到Main Dispatch Queue的Block。
Serial Dispatch Queue也会引起同样的问题
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.test.queue", NULL); dispatch_async(queue, ^{ dispatch_sync(queue, ^{ NSLog(@"测试"); }); });
一样的道理,串行队列中只会生成一条线程,而dispatch_sync
函数使该线程处于等待
状态即停止状态,所以无法将Block追加到com.test.queue
这个队列中。
总结:
dispatch_sync
函数- 当前queue是串行队列。 当前queue上调用sync函数,并且sync函数中指定的queue也是当前queue。需要执行的block被放到当前queue的队尾等待执行,因为这是一个串行的queue,调用sync函数会阻塞当前队列,等待block执行 这个block永远没有机会执行sync函数不返回,所以当前队列就永远被阻塞了,这就造成了死锁。(这就是问题中在主线程调用sync函数,并且在sync函数中传入main_queue作为queue造成死锁的情况)
- 当前queue是并行队列。 在并行的queue上面调用sync函数,同时传入当前queue作为参数,并不会造成死锁,因为block会马上被执行,所以sync函数也不会一直等待不返回造成死锁。(并且Block是在当前线程上执行。例如如果是在主线程上调用了
dispatch_sync
,则Block是在主线程上执行的)
dispatch_async
代表异步任务,意思不是一定会生成一条线程。如果在MainQueue中执行,则不会生成线程;如果在Global Queue中有可能会生成。因为线程有一个线程池,会重用已经完成任务了的线程。
栅栏(dispatch_barrier_sync和dispatch_barrier_async)
作用:与并发队列结合,可以高效率的避免数据竞争的问题
相同点:dispatch_barrier_sync
和dispatch_barrier_async
函数功能一样就是在并发队列中将此代码插入的地方上下隔开,如果栅栏一样,两部分不影响。只有上边的并发队列都执行结束之后,下边的并发队列才能够执行。
不同点:dispatch_barrier_sync
代码后边的任务直到dispatch_barrier_sync
执行完才能被追加到队列中;dispatch_barrier_async
不用代码执行完,后边的任务也会被追加到队列中。代码上的体现就是dispatch_barrier_sync
后边的代码不会执行,dispatch_barrier_async
后边的代码会执行,但是Block不会被执行。
dispatch_apply
This function submits a block to a dispatch queue for multiple invocations and waits for all iterations of the task block to complete before returning. If the target queue is a concurrent queue returned by dispatch_get_global_queue, the block can be invoked concurrently, and it must therefore be reentrant-safe. Using this function with a concurrent queue can be useful as an efficient parallel for loop.
该函数指定次数将指定的Block追加到指定的Queue中,并等待全部处理执行结束。
dispatch_apply(10, dispatch_get_global_queue(QOS_CLASS_DEFAULT, 0), ^(size_t index) { });
作用:与并发队列结合,可以更有效执行并发任务。
dispatch_suspend/dispatch_resume
挂起指定的Dispatch Queue
dispatch_suspend(queue);
恢复指定的Dispatch Queue
dispatch_resume(queue);
Dispatch Semaphore
当计数为0时等待,计数为1或大于1时不等待
dispatch_semaphore_create(1);//创建1个信号
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);//当计数值大于1时,或者在待机中计数值大于1时,对该计数减1并且返回。
dispatch_semaphore_signal(semaphore);//对计数值加1
dispatch_once
单例模式,保证在应用程序中只执行一次指定处理的api。
static dispatch_once_t onceToken; dispatch_once(&onceToken, ^{ });
Dispatch I/O
异步串行读取文件
NSString *path = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"iosintroduce" ofType:@"md"]; dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(QOS_CLASS_DEFAULT, 0); dispatch_io_t pipe_chanel = dispatch_io_create_with_path(DISPATCH_IO_STREAM,[path UTF8String], 0, 0,queue , ^(int error) { }); size_t water = 1024; dispatch_io_set_low_water(pipe_chanel, water); dispatch_io_set_high_water(pipe_chanel, water); NSMutableData *totalData = [[NSMutableData alloc] init]; dispatch_io_read(pipe_chanel, 0, SIZE_MAX, queue, ^(bool done, dispatch_data_t _Nullable data, int error) { if (error == 0) { size_t len = dispatch_data_get_size(data); if (len > 0) { [totalData appendData:(NSData *)data]; } } if (done) { NSString *str = [[NSString alloc] initWithData:totalData encoding:NSUTF8StringEncoding]; NSLog(@"%@", str); } });
异步并行读取文件
NSString *path = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"iosintroduce" ofType:@"md"]; dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); dispatch_fd_t fd = open(path.UTF8String, O_RDONLY); dispatch_io_t io = dispatch_io_create(DISPATCH_IO_RANDOM, fd, queue, ^(int error) { close(fd); }); off_t currentSize = 0; long long fileSize = [[NSFileManager defaultManager] attributesOfItemAtPath:path error:nil].fileSize; size_t offset = 1024*1024; dispatch_group_t group = dispatch_group_create(); NSMutableData *totalData = [[NSMutableData alloc] initWithLength:fileSize]; for (; currentSize <= fileSize; currentSize += offset) { dispatch_group_enter(group); dispatch_io_read(io, currentSize, offset, queue, ^(bool done, dispatch_data_t _Nullable data, int error) { if (error == 0) { size_t len = dispatch_data_get_size(data); if (len > 0) { const void *bytes = NULL; (void)dispatch_data_create_map(data, (const void **)&bytes, &len); [totalData replaceBytesInRange:NSMakeRange(currentSize, len) withBytes:bytes length:len]; } } if (done) { dispatch_group_leave(group); } }); } dispatch_group_notify(group, queue, ^{ NSString *str = [[NSString alloc] initWithData:totalData encoding:NSUTF8StringEncoding]; NSLog(@"%@", str); });
dispatch_io_create_with_path
通过路径创建一个dispatch_io_t
。与之相似的也好几个方法,比如dispatch_io_create_with_io
dispatch_io_set_high_water
和dispatch_io_set_low_water
分割文件大小,分别可以设置一次最少读取和一次最多读取多大。dispatch_io_read
读取文件。与之对应的是dispatch_io_write
将文件存储到指定路径
如果想提高文件读取速度,可以尝试使用Dispatch I/O。
Dispatch Source
倒计时功能
dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, dispatch_get_main_queue()); dispatch_source_set_timer(timer, dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 15ULL*NSEC_PER_SEC), DISPATCH_TIME_FOREVER, 1ull*NSEC_PER_SEC); dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{ NSLog(@"wake up"); dispatch_source_cancel(timer); }); dispatch_source_set_cancel_handler(timer, ^{ NSLog(@"canceled"); }); dispatch_resume(timer);
dispatch_after
延迟执行任务
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{ });
最快3秒后执行,最慢3秒+一个runloop循环时间
dispatch_set_target_queue
改变生成的Dispatch Queue的执行优先级
//将myQueue优先级设置为与globalQueue相同 dispatch_queue_t myQueue = dispatch_queue_create("com.test.queue", NULL); dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(QOS_CLASS_DEFAULT, 0); dispatch_set_target_queue(myQueue, globalQueue)
第一个参数需要变更优先级的Dispatch Queue,第二个参数指定要使用的执行优先级相同优先级的Queue。
个人博客
已经同步发布到FlyOceanFish的博客