线程控制：GCD开发常用总结梳理

一、相关概念

GCD全称Grand Central Dispatch，属于系统级的线程管理，通过 GCD，我们可以对当前程序执行的线程进行调度与控制，而不需要过度关注线程创建释放相关内容，这无疑大大节约了开发的精力，并且将繁琐的线程抽象起来，更有利于掌握和理解；

串行（Serial）：让任务一个接着一个地执行（一个任务执行完毕后，再执行下一个任务）
并发（Concurrent）：可以让多个任务并发（同时）执行（自动开启多个线程同时执行任务）并发功能只有在异步（dispatch_async）函数下才有效。
同步（Synchronous）：在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力
异步（Asynchronous）：在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力

二、举例说明

没有什么比直接使用例子更通俗易懂：

队列

分为串行队列与并行队列，执行分为异步与同步

    //串行队列的创建方法
    dispatch_queue_t queueSerial = dispatch_queue_create("test.queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    //并发队列的创建方法
    dispatch_queue_t queueC = dispatch_queue_create("conTest.queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    NSLog(@"asyncConcurrent---begin");
    //同步执行任务创建方法
    dispatch_sync(queueC, ^{
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            NSLog(@"1---sync---%@",[NSThread currentThread]);
        }
    });
    dispatch_sync(queueC, ^{
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            NSLog(@"2---sync---%@",[NSThread currentThread]);
        }
    });
    dispatch_sync(queueC, ^{
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            NSLog(@"3---sync---%@",[NSThread currentThread]);
        }
    });
    
    //异步执行任务创建方法
    dispatch_async(queueC, ^{
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            NSLog(@"1------%@",[NSThread currentThread]);
        }
    });
    dispatch_async(queueC, ^{
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            NSLog(@"2------%@",[NSThread currentThread]);
        }
    });
    dispatch_async(queueC, ^{
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            NSLog(@"3------%@",[NSThread currentThread]);
        }
    });
    NSLog(@"syncConcurrent---end");
    
    //并发同步队列在一个线程中执行，并发异步队列则由系统分配的线程执行，执行速度不一定比当前线程的速度慢

主线程与线程切换


  dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    NSLog(@"asyncMain---begin");
    dispatch_async(queue, ^{
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            NSLog(@"1------%@",[NSThread currentThread]);
        }
    });
    dispatch_block_t block = ^{
        NSLog(@"block------%@",[NSThread currentThread]);
        NSLog(@"new block message");
    };
    
    dispatch_async(queue, block);
    dispatch_async(queue, ^{
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            NSLog(@"2------%@",[NSThread currentThread]);
        }
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            NSLog(@"3------%@",[NSThread currentThread]);
        }
    });
    NSLog(@"asyncMain---end");
    //在指定线程中执行的异步操作，遵循代码执行顺序，碰到异步的函数块，即抛到线程最后排队；

 dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        dispatch_async( dispatch_get_main_queue(), ^{
            
        });
    });
        dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
            for (int i = 0; i < 2; ++i) {
                NSLog(@"1------%@",[NSThread currentThread]);
            }
            //回到主线程
            dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
                for (int i = 0; i < 2; ++i) {
                    NSLog(@"2------%@",[NSThread currentThread]);
                }
            });
        });

dispatch_once用法

// 使用dispatch_once构建单例，可以保证单例线程安全
+ (instancetype)shareInstance {
    static PhotoHandler *handler = nil;
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        handler = [[PhotoHandler alloc] init];
    });
    return handler;
}

dispatch_barrier 与dispatch_group 及 dispatch_apply 常用方法及区别

dispatch_group在日常开发中用处可能更大一点

 dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        //执行耗时操作1
        NSLog(@"执行耗时操作1");
         NSLog(@"执行耗时操作1------%@",[NSThread currentThread]);
        dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
            for (long i = 0 ; i < 7000000; i ++) {
                long j = i;
            }
            NSLog(@"内部在异步1");
            NSLog(@"内部在异步1------%@",[NSThread currentThread]);
        });
        dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
            NSLog(@"内部在异步3");
            NSLog(@"内部在异步3------%@",[NSThread currentThread]);
            dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
                sleep(1); //这里线程睡眠1秒钟，模拟异步请求
                NSLog(@"内部在异步2");
                NSLog(@"内部在异步2------%@",[NSThread currentThread]);
                
            });
        });
        
    });
    dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        //执行耗时操作2
        NSLog(@"执行耗时操作2------%@",[NSThread currentThread]);
        NSLog(@"执行耗时操作2");
    });
    
    dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        //执行耗时操作3
        NSLog(@"执行耗时操作3------%@",[NSThread currentThread]);
        NSLog(@"执行耗时操作3");
    });
    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"前面的异步操作已完成");
    });
    
    //dispatch_group_create()可以创建一个完全的线程控制，这这个group中的线程，无论该线程是否新开异步线程，
    //dispatch_group_notify都会在该group线程所有内容执行完成以后,再执行相关内容(但是sleep(1); 模拟异步请求，dispatch_group_notify不会等待 如果要精确确定异步的执行完毕，可以用dispatch_group_enter， dispatch_group_leave来管理)
    //所谓异步执行就是将当前在异步执行的代码以函数块形式排队放到线程(系统分配的线程，不一定是目前执行的线程)执行的最后
    //由于执行的线程不一致，所以完成先后顺序也不一致
//对于内部再次异步的的内容（如网络请求），group并不能保证获取结果以后再执行通知

dispatch_barrier 与dispatch_apply

   //GCD的快速迭代方法
    dispatch_queue_t globalQueue = 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 6    指定重复次数  指定6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(6, globalQueue, ^(size_t index) {
        NSLog(@"%zd---globalQueue---%@",index, [NSThread currentThread]);
    });
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("ssss", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    
    
   
    
    dispatch_async(queue, ^{
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            NSLog(@"1------%@",[NSThread currentThread]);
        }
        
        dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
            NSLog(@"内部在异步1");
            NSLog(@"内部在异步1------%@",[NSThread currentThread]);
            
        });
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            NSLog(@"2------%@",[NSThread currentThread]);
        }
        dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
            NSLog(@"内部在异步2");
            NSLog(@"内部在异步2------%@",[NSThread currentThread]);
            
        });
        dispatch_async(queue, ^{
            for (int i = 0; i < 2; ++i) {
                NSLog(@"内部queue------%@",[NSThread currentThread]);
            }
        });
    });
    //先执行完栅栏前面的在执行后面的
    dispatch_barrier_sync(queue, ^{
        NSLog(@"----barrier-----%@", [NSThread currentThread]);
    });
    
        /**
         1.栅栏操作时候，只能拦截该线程中第一层异步操作的内容，对第一层中再次异步操作的线程无法拦截，同时属于这个线程的也不行
         */
    
    
    
//    dispatch_async(queue, ^{
//        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
//            NSLog(@"3------%@",[NSThread currentThread]);
//        }
//    });
//    dispatch_async(queue, ^{
//        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
//            NSLog(@"4------%@",[NSThread currentThread]);
//        }
//    });
    
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        NSLog(@"only once");
    });
    //延时执行，不受栅栏的影响
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"run -----");
    });

死锁相关情形

-(void)deadThread {
    NSLog(@"=================4");
    dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"=================5");
    });
    NSLog(@"=================6");
}

-(void)deadThread2 {
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.demo.serialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    NSLog(@"1"); // 任务1
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"2"); // 任务2
        dispatch_sync(queue, ^{
            NSLog(@"3"); // 任务3
        });
        NSLog(@"4"); // 任务4
    });
    NSLog(@"5"); // 任务5
/**
 执行任务1；
 遇到异步线程，将【任务2、同步线程、任务4】加入串行队列中。因为是异步线程，所以在主线程中的任务5不必等待异步线程中的所有任务完成；
 因为任务5不必等待，所以2和5的输出顺序不能确定；
 任务2执行完以后，遇到同步线程，这时，将任务3加入串行队列；
 又因为任务4比任务3早加入串行队列，所以，任务3要等待任务4完成以后，才能执行。但是任务3所在的同步线程会阻塞，所以任务4必须等任务3执行完以后再执行。这就又陷入了无限的等待中，造成死锁。
 */
}

semaphore信号量的应用

信号量使用的主要三个函数

//创建信号量，参数：信号量的初值，如果小于0则会返回NULL
dispatch_semaphore_create（信号量值）
 
//等待降低信号量
dispatch_semaphore_wait（信号量，等待时间）
 
//提高信号量
dispatch_semaphore_signal(信号量)

其实，这有点类似锁机制了，只不过信号量都是系统帮助我们处理了，我们只需要在执行线程之前，设定一个信号量值(这个值必须是大于或者等于0)，关于这个值的理解我们可以从下面两个例子中获取比较准确的定义；

一、模拟多线程操作时几个任务同时进行，所有结果完成后才进行处理

    dispatch_semaphore_t semaphoreControl = dispatch_semaphore_create(0);
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"hoggen run task 1");
        sleep(1);
        NSLog(@"hoggen complete task 1");
        dispatch_semaphore_signal(semaphoreControl);
    });
    
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"hoggen run task 2");
        sleep(2);
        NSLog(@"hoggen complete task 2");
        dispatch_semaphore_signal(semaphoreControl);
    });
    
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"hoggen run task 3");
        sleep(3);
        NSLog(@"hoggen complete task 3");
        dispatch_semaphore_signal(semaphoreControl);
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"hoggen run task 4");
        sleep(4);
        NSLog(@"hoggen complete task 4");
        dispatch_semaphore_signal(semaphoreControl);
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        dispatch_semaphore_wait(semaphoreControl, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        dispatch_semaphore_wait(semaphoreControl, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        dispatch_semaphore_wait(semaphoreControl, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        dispatch_semaphore_wait(semaphoreControl, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        NSLog(@"=================模拟多线程操作时几个任务同时进行，完成后才输出结果======================");
    });

二、用于多线程，线程数量的控制

        dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(2);
        dispatch_queue_t queue2 = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
        
        //任务1
        dispatch_async(queue2, ^{
            dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
            NSLog(@"run task 1");
            sleep(1);
            NSLog(@"complete task 1");
            dispatch_semaphore_signal(semaphore);
        });
        //任务2
        dispatch_async(queue2, ^{
            dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
            NSLog(@"run task 2");
            sleep(1);
            NSLog(@"complete task 2");
            dispatch_semaphore_signal(semaphore);
        });
        //任务3
        dispatch_async(queue2, ^{
            dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
            NSLog(@"run task 3");
            sleep(1);
            NSLog(@"complete task 3");
            dispatch_semaphore_signal(semaphore);
        });

输出结果为：

 =================semaphore信号量测试======================
 hoggen run task 2
 hoggen run task 1
 hoggen run task 3
hoggen run task 4
 run task 1
 run task 2
 hoggen complete task 1
complete task 1
complete task 2
 run task 3
 hoggen complete task 2
complete task 3
hoggen complete task 3
 hoggen complete task 4
=================模拟多线程操作时几个任务同时进行，完成后才输出结果======================

最后编辑于：2019.05.21 16:05:50

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