GCD簡介

1、GCD簡介

• GCD 是 Grand Central Dispatch（譯為 “中樞調度器”）的簡稱，它是基於 C 語言編寫的，是蘋果公司為多核的並行運算提出的解決方案。

• GCD 在工作時會自動利用更多的處理器核心，以充分利用更強大的機器。

• 如果使用 GCD，完全由系統管理線程，我們不需要編寫線程代碼，只需定義想要執行的任務，然后添加到適當的調度隊列（dispatch queue），GCD 會負責創建線程和調度你的任務。

• 它首次發布在 Mac OS X 10.6 ，iOS 4 上。在 iOS 所有實現多線程的方案中，GCD 應該是最有魅力的，GCD 是一個替代諸如 NSThread， NSOperationQueue，NSInvocationOperation 等技術的很高效和強大的技術。

• 1.1 工作原理：

  • 將長期運行的任務拆分成多個工作單元，並將這些單元添加到 dispath queue 中，系統會為我們管理這些 dispath queue，根據可用的處理資源，安排他們在任何可用的處理器核心上執行任務。
  • 我們不需要直接啟動和管理后台線程。
  • 一個任務可以是一個函數（function）或者是一個 block。
  • GCD 的底層依然是用線程實現，不過這樣可以讓程序員不用關注實現的細節。
  • 將任務添加到隊列，並且指定執行任務的函數，執行任務。任務使用 block 封裝，任務的 block 沒有參數也沒有返回值。

• 1.2 執行任務的函數：

  • 異步 dispatch_async
    • 不用等待當前語句執行完畢，就可以執行下一條語句。
    • 會開啟線程執行 block 的任務。
    • 異步是多線程的代名詞。
  • 同步 dispatch_sync
    • 必須等待當前語句執行完畢，才會執行下一條語句。
    • 不會開啟線程。
    • 在當前線程執行 block 的任務。
    • 同步任務的作用：同步任務，可以讓其他異步執行的任務，"依賴" 某一個同步任務。例如：在用戶登錄之后，再異步下載文件！

• 1.3 任務調度隊列：

  • GCD 中的 FIFO 隊列稱為 dispatch queue（調度隊列）。系統提供了許多預定義的 dispatch queue，包括可以保證始終在主線程上執行工作的 dispatch queue。
  • 也可以創建自己的 dispatch queue，而且可以創建任意多個。GCD 的 dispatch queue 嚴格遵循 FIFO(先進先出) 原則，添加到 dispatch queue 的工作單元將始終按照加入 dispatch queue 的順序啟動。
  • dispatch queue 按先進先出的順序，串行或並發地調度任務在線程上實行。
  • dispatch queue 分為下面三種：

    • Serial：

      • 串行隊列，又稱為 private dispatch queues，一次只能 "調度" 一個任務, 當前任務完成才開始出列並啟動下一個任務。Serial queue 通常用於同步訪問特定的資源或數據。當你創建多個 Serial queue 時，雖然它們各自是同步執行的，但 Serial queue 與 Serial queue 之間是並發執行的。

    • Concurrent：

      • 並發隊列，又稱為 global dispatch queues，一次可以 "調度" 多個任務，盡可能多地啟動任務並發執行，任務執行完成的順序是隨機的。
      • 系統給每一個應用程序提供了三個 concurrent dispatch queues。這三個並發調度隊列是全局的，它們只有優先級的不同。因為是全局的，我們不需要去創建。我們只需要通過使用函數 dispath_get_global_queue 去得到隊列。

    • Main dispatch queue：

      • 主隊列，它是全局可用的 serial queue，專門用來在主線程上調度任務的隊列。不會開啟線程，主隊列異步執行時如果主線程上正在有代碼執行，就不會調度隊列中的任務，等待主線程空閑之后再調度任務。主線程中主隊列同步執行時，主隊列和主線程相互等待會造成死鎖。

• 1.4 各種隊列的執行效果：

  Type	全局並發隊列	手動創建串行隊列	主隊列
  同步 (sync）	沒有開啟新線程	沒有開啟新線程	沒有開啟新線程
  ~	串行執行任務	串行執行任務	串行執行任務
  異步 (async）	有開啟新線程	有開啟新線程	沒有開啟新線程
  ~	並發執行任務	串行執行任務	串行執行任務

  • 開不開線程由執行任務的函數決定：
    • 異步開，異步是多線程的代名詞。
    • 同步不開。
  • 開幾條線程由隊列決定：
    • 串行隊列開一條線程。
    • 並發隊列開多條線程。
    • 主隊列不會開啟線程。

• 1.5 隊列的選擇：

  • 多線程的目的：將耗時的操作放在后台執行！
  • 串行隊列，只開一條線程，所有任務順序執行
  • 如果任務有先后執行順序的要求。
    • 效率低 -> 執行慢 -> "省電"。
  • 有的時候，用戶其實不希望太快！例如使用 3G 流量，"省錢"。
  • 並發隊列，會開啟多條線程，所有任務不按照順序執行
  • 如果任務沒有先后執行順序的要求。
    • 效率高 -> 執行快 -> "費電"。
  • WIFI，包月。
  • 實際開發中
  • WIFI 線程數 6 條。
  • 3G / 4G 移動開發的時候，2~3 條，再多會費電費錢。

• 1.6 全局隊列 & 並發隊列的區別：

  • 1)全局隊列：

    • 沒有名稱。
    • 無論 MRC & ARC 都不需要考慮釋放。
    • 日常開發中，建議使用 "全局隊列"。

  • 2)並發隊列：

    • 有名字，和 NSThread 的 name 屬性作用類似。
    • 如果在 MRC 開發時，需要使用 dispatch_release(q); 釋放相應的對象。
    • 開發第三方框架時，建議使用並發隊列。

• 1.7 GCD & NSThread 對比：

  • GCD 所有的代碼寫在一起的，讓代碼更加簡單，易於閱讀和維護。
  • NSThread 通過 @selector 指定要執行的方法，代碼分散。
  • GCD 通過 block 指定要執行的代碼，代碼集中。
  • 使用 GCD 不需要管理線程的創建/銷毀/復用的過程。程序員不用關心線程的生命周期。
  • NSThread 需要自己創建線程對象，並且指定 selector 方法，然后 start。
  • GCD 只需要將任務添加給隊列，並且指定執行的函數
  • 如果要開多個線程 NSThread 必須實例化多個線程對象。
  • NSThread 靠 NSObject 的分類方法實現的線程間通訊，GCD 靠 block。