iOS GCD基礎篇 - 同步、異步,並發、並行的理解


1、關於GCD

     - GCD全稱是Grand Central Dispatch

   - GCD是蘋果公司為多核的並行運算提出的解決方案

   - GCD會自動利用更多的CPU內核(比如雙核、四核)

   - GCD會自動管理線程的生命周期(創建線程、調度任務、銷毀線程)

 

 

2、任務和隊列

  GCD中有2個核心概念

  (1)任務:執行什么操作

  (2)隊列:用來存放任務

 

  將任務添加到隊列中,GCD會自動將隊列中的任務取出,放到對應的線程中執行

  提示:任務的取出遵循隊列的FIFO原則:先進先出,后進后出

 

3、關於同步、異步、並發、串行

  同步和異步決定了要不要開啟新的線程

  同步:在當前線程中執行任務,不具備開啟新線程的能力

  異步:在新的線程中執行任務,具備開啟新線程的能力

 

  並發和串行決定了任務的執行方式

  並發:多個任務並發(同時)執行

  串行:一個任務執行完畢后,再執行下一個任務

 

4、串行隊列

  GCD中獲得串行有2種途徑

  (1)使用dispatch_queue_create函數創建串行隊列  

// 隊列名稱, 隊列屬性,一般用NULL即可
dispatch_queue_t  dispatch_queue_create(const char *label,  dispatch_queue_attr_t attr); 

 示例: 

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queneName", NULL); // 創建

dispatch_release(queue); // 非ARC需要釋放手動創建的隊列

 

(2)使用主隊列(跟主線程相關聯的隊列)

  主隊列是GCD自帶的一種特殊的串行隊列,放在主隊列中的任務,都會放到主線程中執行

  使用dispatch_get_main_queue()獲得主隊列

  示例:  

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

 

5、並發隊列

    GCD默認已經提供了全局的並發隊列,供整個應用使用,不需要手動創建

  使用dispatch_get_global_queue函數獲得全局的並發隊列    

dispatch_queue_t dispatch_get_global_queue(dispatch_queue_priority_t priority,unsigned long flags); // 此參數暫時無用,用0即可

  示例:

  這個參數是留給以后用的,暫時用不上,傳個0。
  第一個參數為優先級,這里選擇默認的。獲取一個全局的默認優先級的並發隊列。
 
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); // 獲得全局並發隊列

   

說明:全局並發隊列的優先級

#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2 // 高

#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0 // 默認(中)

#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2) // 低

#define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN // 后台

 各種隊列的執行效果:

 

 6、代碼示例 

 (1)用異步函數往並發隊列中添加任務

 

//異步並發
-(void)ybbf{
    //獲取全局並發隊列
    dispatch_queue_t queue =  dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    //2.添加任務到隊列中,就可以執行任務
    dispatch_async(queue, ^{
       NSLog(@"下載圖片1----%@",[NSThread currentThread]);
       });
    dispatch_async(queue, ^{
       NSLog(@"下載圖片2----%@",[NSThread currentThread]);
           });
    dispatch_async(queue, ^{
       NSLog(@"下載圖片3----%@",[NSThread currentThread]);
        });
    //打印主線程
    NSLog(@"主線程----%@",[NSThread mainThread]);
    
}

總結:異步並發執行3個任務,會開啟3個子線程。

 

(2)用異步函數往串行隊列中添加任務

//異步串行
-(void)ybcx{
    //創建一個隊列,queneName不要加@,這里用c寫法
    dispatch_queue_t queue =  dispatch_queue_create("queneName", NULL);
    //2.添加任務到隊列中,就可以執行任務
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"下載圖片1----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"下載圖片2----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"下載圖片3----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    //打印主線程
    NSLog(@"主線程----%@",[NSThread mainThread]);
    
}

總結:異步串行執行3個任務,只會開啟一個子線程。

 

(3)用同步函數往並發隊列中添加任務 

//同步並發
-(void)tbbf{
    //獲取全局並發隊列
    dispatch_queue_t queue =  dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    //2.添加任務到隊列中,就可以執行任務
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"下載圖片1----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"下載圖片2----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"下載圖片3----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    //打印主線程
    NSLog(@"主線程----%@",[NSThread mainThread]);
    
}

總結:不會開啟新的線程,並發隊列失去了並發的功能。

 

(4)用同步函數往串行隊列中添加任務

//同步串行
-(void)tbcx{
    //創建一個隊列,queneName不要加@,這里用c寫法
    dispatch_queue_t queue =  dispatch_queue_create("queneName", NULL);
    //2.添加任務到隊列中,就可以執行任務
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"下載圖片1----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"下載圖片2----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"下載圖片3----%@",[NSThread currentThread]);
    });
    //打印主線程
    NSLog(@"主線程----%@",[NSThread mainThread]);
    
}

總結:不會開啟新的線程,創建的自定義隊列無效。

  

(6)代碼小結

   同步函數不具備開啟線程的能力,無論是什么隊列都不會開啟線程;異步函數具備開啟線程的能力,開啟幾條線程由隊列決定(串行隊列只會開啟一條新的線程,並發隊列會開啟多條線程)。

  同步函數

  (1)並發隊列:不會開線程

  (2)串行隊列:不會開線程

  異步函數

  (1)並發隊列:能開啟N條線程

  (2)串行隊列:開啟1條線程

  

(7)避免死鎖

  停止等待事情的線程會導致多個線程相互維持等待,即死鎖。

  多個線程卡住,並互相等待對方完成或執行其它操作;第一個不能完成是因為它在等待第二個的完成;但第二個也不能完成,因為它在等待第一個的完成。

 dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"111111");
    });
     
 NSLog(@"222222");

  執行上面的代碼,你會發現沒有任何打印,這個時候就是發生了死鎖,我們禁止在主隊列(iOS開發中,主隊列是串行隊列)中,再同步使用主隊列執行任務,同理,禁止在同一個同步串行隊列中,再使用該串行隊列同步的執行任務,因為這樣會造成死鎖。

 dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("queneName", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
     
    dispatch_sync(queue, ^{
         
        NSLog(@"111111");
         
        dispatch_sync(queue, ^{
            NSLog(@"22222");
        });
         
        NSLog(@"3333333");
         
    });
    NSLog(@"44444444");

 會發現,只是打印了一次,然后就造成了死鎖。

 

關於GCD的dispatch_group,可以查看:

iOS GCD中級篇 - dispatch_group


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