iOS多線程的初步研究(八)-- dispatch隊列


GCD編程的核心就是dispatch隊列,dispatch block的執行最終都會放進某個隊列中去進行,它類似NSOperationQueue但更復雜也更強大,並且可以嵌套使用。所以說,結合block實現的GCD,把函數閉包(Closure)的特性發揮得淋漓盡致。

 

dispatch隊列的生成可以有這幾種方式:

1. dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.dispatch.serial", DISPATCH_QUEUE_SERIAL); //生成一個串行隊列,隊列中的block按照先進先出(FIFO)的順序去執行,實際上為單線程執行。第一個參數是隊列的名稱,在調試程序時會非常有用,所有盡量不要重名了。

2. dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.dispatch.concurrent"DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); //生成一個並發執行隊列,block被分發到多個線程去執行

3. dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); //獲得程序進程缺省產生的並發隊列,可設定優先級來選擇高、中、低三個優先級隊列。由於是系統默認生成的,所以無法調用dispatch_resume()和dispatch_suspend()來控制執行繼續或中斷。需要注意的是,三個隊列不代表三個線程,可能會有更多的線程。並發隊列可以根據實際情況來自動產生合理的線程數,也可理解為dispatch隊列實現了一個線程池的管理,對於程序邏輯是透明的。

官網文檔解釋說共有三個並發隊列,但實際還有一個更低優先級的隊列,設置優先級為DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND。Xcode調試時可以觀察到正在使用的各個dispatch隊列。

4. dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue(); //獲得主線程的dispatch隊列,實際是一個串行隊列。同樣無法控制主線程dispatch隊列的執行繼續或中斷。

接下來我們可以使用dispatch_async或dispatch_sync函數來加載需要運行的block。

dispatch_async(queue, ^{

  //block具體代碼

}); //異步執行block,函數立即返回

dispatch_sync(queue, ^{

  //block具體代碼

}); //同步執行block,函數不返回,一直等到block執行完畢。編譯器會根據實際情況優化代碼,所以有時候你會發現block其實還在當前線程上執行,並沒用產生新線程。

實際編程經驗告訴我們,盡可能避免使用dispatch_sync,嵌套使用時還容易引起程序死鎖。

如果queue1是一個串行隊列的話,這段代碼立即產生死鎖:

   dispatch_sync(queue1, ^{

      dispatch_sync(queue1, ^{

    ......

  });

  ......

 });

不妨思考下,為什么下面代碼在主線程中執行會死鎖:

dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{

  ......

}); 

 

那實際運用中,一般可以用dispatch這樣來寫,常見的網絡請求數據多線程執行模型:

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{

  //子線程中開始網絡請求數據

  //更新數據模型

  dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{

    //在主線程中更新UI代碼

  });

});

程序的后台運行和UI更新代碼緊湊,代碼邏輯一目了然。

 

dispatch隊列是線程安全的,可以利用串行隊列實現鎖的功能。比如多線程寫同一數據庫,需要保持寫入的順序和每次寫入的完整性,簡單地利用串行隊列即可實現:

dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create("com.dispatch.writedb"DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

- (void)writeDB:(NSData *)data

{

  dispatch_async(queue1, ^{

    //write database

  });

} 

下一次調用writeDB:必須等到上次調用完成后才能進行,保證writeDB:方法是線程安全的。 

 

dispatch隊列還實現其它一些常用函數,包括:

void dispatch_apply(size_t iterations, dispatch_queue_t queue, void (^block)(size_t)); //重復執行block,需要注意的是這個方法是同步返回,也就是說等到所有block執行完畢才返回,如需異步返回則嵌套在dispatch_async中來使用。多個block的運行是否並發或串行執行也依賴queue的是否並發或串行。

void dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block); //這個函數可以設置同步執行的block,它會等到在它加入隊列之前的block執行完畢后,才開始執行。在它之后加入隊列的block,則等到這個block執行完畢后才開始執行。

void dispatch_barrier_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block); //同上,除了它是同步返回函數

void dispatch_after(dispatch_time_t when, dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block); //延遲執行block

最后再來看看dispatch隊列的一個很有特色的函數:

void dispatch_set_target_queue(dispatch_object_t object, dispatch_queue_t queue);

它會把需要執行的任務對象指定到不同的隊列中去處理,這個任務對象可以是dispatch隊列,也可以是dispatch源(以后博文會介紹)。而且這個過程可以是動態的,可以實現隊列的動態調度管理等等。比如說有兩個隊列dispatchA和dispatchB,這時把dispatchA指派到dispatchB:

dispatch_set_target_queue(dispatchA, dispatchB);

那么dispatchA上還未運行的block會在dispatchB上運行。這時如果暫停dispatchA運行:

dispatch_suspend(dispatchA);

則只會暫停dispatchA上原來的block的執行,dispatchB的block則不受影響。而如果暫停dispatchB的運行,則會暫停dispatchA的運行。

這里只簡單舉個例子,說明dispatch隊列運行的靈活性,在實際應用中你會逐步發掘出它的潛力。

dispatch隊列不支持cancel(取消),沒有實現dispatch_cancel()函數,不像NSOperationQueue,不得不說這是個小小的缺憾。 


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