GCD

GCD 全称为 Grand Central Dispatch，是libdispatch的市场名称，而libdispatch是Apple的一个库，其为并发代码在iOS和OS X的多核硬件上执行提供支持。
GCD 是一套低层级的C API，通过 GCD，开发者只需要向队列中添加一段代码块(block或C函数指针)，而不需要直接和线程打交道。GCD在后端管理着一个线程池，它不仅决定着你的代码块将在哪个线程被执行，还根据可用的系统资源对这些线程进行管理。这样通过GCD来管理线程，从而解决线程被创建的问题。
GCD 的工作方式，使其拥有很多优点：

易用: 提供一个易于使用的并发模型而不仅仅只是锁和线程，以帮助我们避开并发陷阱,而且因为基于block，它能极为简单得在不同代码作用域之间传递上下文。
灵活: 具有在常见模式上(比如锁、单例)，用更高性能的方法优化代码，而且GCD能提供更多的控制权力以及大量的底层函数。
性能: 能自动根据系统负载来增减线程数量，这就减少了上下文切换以及增加了计算效率。

几个词语概念

队列

调度队列是一个对象，它会以first-in、first-out的方式管理您提交的任务。GCD有三种队列类型：

<ul>
<li>串行队列，串行队列将任务以先进先出(FIFO)的顺序来执行，所以串行队列经常用来做访问某些特定资源的同步处理。你可以也根据需要创建多个队列，而这些队列相对其他队列都是并发执行的。换句话说，如果你创建了4个串行队列，每一个队列在同一时间都只执行一个任务，对这四个任务来说，他们是相互独立且并发执行的。如果需要创建串行队列，一般用dispatch_queue_create这个方法来实现，并指定队列类型DISPATCH_QUEUE_SERIAL。</li>

<li>并行队列，并发队列虽然是能同时执行多个任务，但这些任务仍然是按照先到先执行(FIFO)的顺序来执行的。并发队列会基于系统负载来合适地选择并发执行这些任务。并发队列一般指的就是全局队列(Global queue)，进程中存在四个全局队列：高、中(默认)、低、后台四个优先级队列，可以调用dispatch_get_global_queue函数传入优先级来访问队列。当然我们也可以用dispatch_queue_create，并指定队列类型DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT，来自己创建一个并发队列。
</li>

<li>主队列，与主线程功能相同。实际上，提交至main queue的任务会在主线程中执行。main queue可以调用dispatch_get_main_queue()来获得。因为main queue是与主线程相关的，所以这是一个串行队列。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。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。
</li>
</ul>

队列间的执行是并行的，但是也存在一些限制。
比如，并行执行的队列数量受到内核数的限制，无法真正做到大量队列并行执行；
比如，对于并行队列中的全局队列而言，其存在优先级关系，执行的时候也会遵循其优先顺序，而不是并行。

任务

linux内核中的任务的定义是描述进程的一种结构体，而GCD中的任务只是一个代码块，它可以指一个block或者函数指针。根据这个代码块添加进入队列的方式，将任务分为同步任务和异步任务：

<ul>
<li>同步任务，使用dispatch_sync将任务加入队列。将同步任务加入串行队列，会顺序执行，一般不这样做并且在一个任务未结束时调起其它同步任务会死锁。将同步任务加入并行队列，会顺序执行，但是也没什么意义。
</li>

<li>异步任务，使用dispatch_async将任务加入队列。将异步任务加入串行队列，会顺序执行，并且不会出现死锁问题。将异步任务加入并行队列，会并行执行多个任务，这也是我们最常用的一种方式。
</li>
</ul>

异步、同步 & 并行、串行

所有组合的特点

死锁

死锁: 两个或多个线程相互等待而导致任何一个线程都不能执行。

一些关键单词

Dispatch Objects

GCD 对象:
尽管GCD是纯C语言的，但它被组建成面向对象的风格。GCD对象被称为dispatch object, 所有的dispatch objects都是OC对象.
就如其他OC对象一样，当开启了ARC(automatic reference counting)时, dispatch objects的retain和release都会自动执行。
而如果是MRC的话，dispatch objects会使用dispatch_retain和dispatch_release这两个方法来控制引用计数。

Serial & Concurrent

串行和并发:
串行任务就是每次只有一个任务被执行，并发任务就是在同一时间可以有多个任务被执行。

Synchronous & Asynchronous

同步和异步:
同步函数意思是在完成了它预定的任务后才返回，在任务执行时会阻塞当前线程。
异步函数则是任务会完成但不会等它完成，所以异步函数不会阻塞当前线程，会继续去执行下一个函数。

Concurrency & Parallelism

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。

Dispatch Queues

GCD 队列:
一个强大的执行多任务的工具。
Dispatch queue是一个对象，它可以接受任务，并将任务以先进先出(FIFO)的顺序来执行。
Dispatch queue可以并发的或串行的执行任意一个代码块，而且并发任务会像NSOperationQueue那样基于系统负载来合适地并发进行，串行队列同一时间则只执行单一任务。
Dispatch queues内部使用的是线程，GCD 管理这些线程，并且使用Dispatch queues的时候，我们都不需要自己创建线程。Dispatch queues相对于和线程直接通信的代码优势是：Dispatch queues使用起来特别方便，执行任务更加有效率。

Queue Types

GCD有三种队列类型(即上面的队列)：

<ul>
<li>Serial:
串行队列将任务以先进先出(FIFO)的顺序来执行，所以串行队列经常用来做访问某些特定资源的同步处理。你可以也根据需要创建多个队列，而这些队列相对其他队列都是并发执行的。换句话说，如果你创建了4个串行队列，每一个队列在同一时间都只执行一个任务，对这四个任务来说，他们是相互独立且并发执行的。如果需要创建串行队列，一般用dispatch_queue_create这个方法来实现。
</li>

<li>Concurrent:
并发队列虽然是能同时执行多个任务，但这些任务仍然是按照先到先执行(FIFO)的顺序来执行的。并发队列会基于系统负载来合适地选择并发执行这些任务。在iOS5之前，并发队列一般指的就是全局队列(Global queue)，进程中存在四个全局队列：高、中(默认)、低、后台四个优先级队列，可以调用dispatch_get_global_queue函数传入优先级来访问队列。而在iOS5之后，我们也可以用dispatch_queue_create，并指定队列类型DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT，来自己创建一个并发队列。
</li>

<li>Main dispatch queue:
与主线程功能相同。实际上，提交至main queue的任务会在主线程中执行。main queue可以调用dispatch_get_main_queue()来获得。因为main queue是与主线程相关的，所以这是一个串行队列。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。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。
</li>
</ul>