GCD
Serial vs. Concurrent 串行 vs. 并发
这些术语描述当任务相对于其它任务被执行,任务串行执行就是每次只有一个任务被执行,任务并发执行就是在同一时间可以有多个任务被
执行。
在 GCD 中,这些术语描述当一个函数相对于另一个任务完成,此任务是该函数要求 GCD 执行的。一个_同步_函数只在完成了它预定的任务后才返回。
一个_异步_函数,刚好相反,会立即返回,预定的任务会完成但不会等它完成。因此,一个异步函数不会阻塞当前线程去执行下一个函数
Deadlock 死锁
两个(有时更多)东西——在大多数情况下,是线程——所谓的死锁是指它们都卡住了,并等待对方完成或执行其它操作。第一个不能完成是因为它在等待第二个的完成。但第二个也不能完成,因为它在等待第一个的完成。
Context Switch 上下文切换
一个上下文切换指当你在单个进程里切换执行不同的线程时存储与恢复执行状态的过程。这个过程在编写多任务应用时很普遍,但会带来一些额外的开销
Concurrency vs Parallelism 并发与并行
并发和并行通常被一起提到,所以值得花些时间解释它们之间的区别。
并发代码的不同部分可以“同步”执行。然而,该怎样发生或是否发生都取决于系统。多核设备通过并行来同时执行多个线程;然而,为了使单核设备也能实现这一点,它们必须先运行一个线程,执行一个上下文切换,然后运行另一个线程或进程。这通常发生地足够快以致给我们并发执行地错觉
Queue Types 队列类型
首先,系统提供给你一个叫做 主队列(main queue) 的特殊队列。和其它串行队列一样,这个队列中的任务一次只能执行一个。然而,它能保证所有的任务都在主线程执行,而主线程是唯一可用于更新 UI 的线程。这个队列就是用于发生消息给 UIView 或发送通知的。
系统同时提供给你好几个并发队列。它们叫做 全局调度队列(Global Dispatch Queues) 。目前的四个全局队列有着不同的优先级:background、low、default 以及 high。要知道,Apple 的 API 也会使用这些队列,所以你添加的任何任务都不会是这些队列中唯一的任务。
最后,你也可以创建自己的串行队列或并发队列。这就是说,至少有_五个_队列任你处置:主队列、四个全局调度队列,再加上任何你自己创建的队列。
以上是调度队列的大框架!
GCD 的“艺术”归结为选择合适的队列来调度函数以提交你的工作。体验这一点的最好方式是走一遍下边的列子,我们沿途会提供一些一般性的建议。
线程安全的代码能在多线程或并发任务中被安全的调用,而不会导致任何问题(数据损坏,崩溃,等)。线程不安全的代码在某个时刻只能在一个上下文中运行。一个线程安全代码的例子是 NSDictionary 。你可以在同一时间在多个线程中使用它而不会有问题。另一方面,NSMutableDictionary 就不是线程安全的,应该保证一次只能有一个线程访问它。
dispatch_sync :
自定义串行队列:在这个状况下要非常小心!如果你正运行在一个队列并调用 dispatch_sync 放在同一个队列,那你就百分百地创建了一个死锁。
主队列(串行):同上面的理由一样,必须非常小心!这个状况同样有潜在的导致死锁的情况。
并发队列:这才是做同步工作的好选择,不论是通过调度障碍,或者需要等待一个任务完成才能执行进一步处理的情况。
dispatch_async :
自定义串行队列:当你想串行执行后台任务并追踪它时就是一个好选择。这消除了资源争用,因为你知道一次只有一个任务在执行。注意若你需要来自某个方法的数据,你必须内联另一个 Block 来找回它或考虑使用 dispatch_sync。
主队列(串行):这是在一个并发队列上完成任务后更新 UI 的共同选择。要这样做,你将在一个 Block 内部编写另一个 Block 。以及,如果你在主队列调用 dispatch_async 到主队列,你能确保这个新任务将在当前方法完成后的某个时间执行。
并发队列:这是在后台执行非 UI 工作的共同选择。
dispatch_after
自定义串行队列:在一个自定义串行队列上使用 dispatch_after 要小心。你最好坚持使用主队列。
主队列(串行):是使用 dispatch_after 的好选择;Xcode 提供了一个不错的自动完成模版。
并发队列:在并发队列上使用 dispatch_after 也要小心;你会这样做就比较罕见。还是在主队列做这些操作吧。
dispatch_once
以线程安全的方式执行且仅执行其代码块一次。试图访问临界区(即传递给 dispatch_once 的代码)的不同的线程会在临界区已有一个线程的情况下被阻塞,直到临界区完成为止
需要记住的是,这只是让访问共享实例线程安全。它绝对没有让类本身线程安全。类中可能还有其它竞态条件,例如任何操纵内部数据的情况。这些需要用其它方式来保证线程安全,例如同步访问数据
Dispatch barriers
自定义串行队列:一个很坏的选择;障碍不会有任何帮助,因为不管怎样,一个串行队列一次都只执行一个操作。
全局并发队列:要小心;这可能不是最好的主意,因为其它系统可能在使用队列而且你不能垄断它们只为你自己的目的。
自定义并发队列:这对于原子或临界区代码来说是极佳的选择。任何你在设置或实例化的需要线程安全的事物都是使用障碍的最佳候选。
Dispatch Groups(调度组)
Dispatch Group 会在整个组的任务都完成时通知你。这些任务可以是同步的,也可以是异步的,即便在不同的队列也行。而且在整个组的任务都完成时,Dispatch Group 可以用同步的或者异步的方式通知你。因为要监控的任务在不同队列,那就用一个 dispatch_group_t 的实例来记下这些不同的任务。
当组中所有的事件都完成时,GCD 的 API 提供了两种通知方式。
第一种是 dispatch_group_wait ,它会阻塞当前线程,直到组里面所有的任务都完成或者等到某个超时发生。
dispatch_group_enter 手动通知 Dispatch Group 任务已经开始。你必须保证 dispatch_group_enter 和 dispatch_group_leave 成对出现,否则你可能会遇到诡异的崩溃问题
Dispatch Group
自定义串行队列:它很适合当一组任务完成时发出通知。
主队列(串行):它也很适合这样的情况。但如果你要同步地等待所有工作地完成,那你就不应该使用它,因为你不能阻塞主线程。然而,异步模型是一个很有吸引力的能用于在几个较长任务(例如网络调用)完成后更新 UI 的方式。
并发队列:它也很适合 Dispatch Group 和完成时通知
dispatch_apply
自定义串行队列:串行队列会完全抵消 dispatch_apply 的功能;你还不如直接使用普通的 for 循环。
主队列(串行):与上面一样,在串行队列上不适合使用 dispatch_apply 。还是用普通的 for 循环吧。
并发队列:对于并发循环来说是很好选择,特别是当你需要追踪任务的进度时。