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iOS(CGD)

編輯：IOS開發綜合

概念

隊列 (dispatch_queue_t)

隊列名稱在調試時輔助，無論什麼隊列和任務，線程的創建和回收不需要程序員操作，有隊列負責。

串行隊列：

隊列中的任務只會順序執行

dispatch_queue_t q = dispatch_queue_create(“....”,DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

並行隊列：

隊列中的任務通常會並發執行

dispatch_queue_t q =dispatch_queue_create("......",DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

全局隊列：

是系統的，直接拿過來（GET）用就可以；與並行隊列類似，但調試時，無法確認操作所在隊列

dispatch_queue_t q = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0);

主隊列：

每一個應用程序對應唯一一個主隊列，直接GET即可；在多線程開發中，使用主隊列更新UI

dispatch_queue_t q = dispatch_get_main_queue();

操作:

dispatch_async異步操作，會並發執行，無法確定任務的執行順序；

dispatch_sync同步操作，會依次順序執行，能夠決定任務的執行順序；

備注：

全局隊列可認為是並行隊列的一個特例，這裡不再列舉。

線程、任務和隊列對比

異步、同步 & 並行、串行的特點

一條重要的准則

一般來說，我們使用GCD的最大目的是在新的線程中同時執行多個任務，這意味著我們需要兩項條件：

能開啟新的線程任務可以同時執行結合以上兩個條件，也就等價“開啟新線程的能力 + 任務同步執行的權利”，只有在滿足能力與權利這兩個條件的前提下，我們才可以在同時執行多個任務。

所有組合的特點

（一）異步執行 + 並行隊列

實現代碼：

//異步執行 + 並行隊列
- (void)asyncConcurrent{
    //創建一個並行隊列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("標識符", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

    NSLog(@"---start---");

    //使用異步函數封裝三個任務
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任務1---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任務2---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任務3---%@", [NSThread currentThread]);
    });

    NSLog(@"---end---");
}

打印結果：

---start---
  ---end---
  任務3---{number = 5, name = (null)}
  任務2---{number = 4, name = (null)}
  任務1---{number = 3, name = (null)}

解釋

異步執行意味著可以開啟新的線程任務可以先繞過不執行，回頭再來執行並行隊列意味著任務之間不需要排隊，且具有同時被執行的“權利” 兩者組合後的結果開了三個新線程函數在執行時，先打印了start和end，再回頭執行這三個任務這三個任務是同時執行的，沒有先後，所以打印結果是“任務3-->任務2-->任務1”

步驟圖

（二）異步執行 + 串行隊列

實現代碼：

//異步執行 + 串行隊列
- (void)asyncSerial{
    //創建一個串行隊列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("標識符", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

    NSLog(@"---start---");
    //使用異步函數封裝三個任務
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任務1---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任務2---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任務3---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"---end---");
}

打印結果：

---start---
 ---end---
任務1---{number = 3, name = (null)}
任務2---{number = 3, name = (null)}
任務3---{number = 3, name = (null)}

解釋

異步執行意味著可以開啟新的線程任務可以先繞過不執行，回頭再來執行串行隊列意味著任務必須按添加進隊列的順序挨個執行兩者組合後的結果開了一個新的子線程函數在執行時，先打印了start和end，再回頭執行這三個任務這三個任務是按順序執行的，所以打印結果是“任務1-->任務2-->任務3”

步驟圖

（三）同步執行 + 並行隊列

實現代碼：

//同步執行 + 並行隊列
- (void)syncConcurrent{
    //創建一個並行隊列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("標識符", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

    NSLog(@"---start---");
    //使用同步函數封裝三個任務
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任務1---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任務2---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任務3---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"---end---");
}

打印結果：

---start---
  任務1---{number = 1, name = main}
  任務2---{number = 1, name = main}
  任務3---{number = 1, name = main}
  ---end---

解釋

同步執行執行意味著不能開啟新的線程任務創建後必須執行完才能往下走並行隊列意味著任務必須按添加進隊列的順序挨個執行兩者組合後的結果所有任務都只能在主線程中執行函數在執行時，必須按照代碼的書寫順序一行一行地執行完才能繼續注意事項在這裡即便是並行隊列，任務可以同時執行，但是由於只存在一個主線程，所以沒法把任務分發到不同的線程去同步處理，其結果就是只能在主線程裡按順序挨個挨個執行了

步驟圖

（四）同步執行+ 串行隊列

實現代碼：

- (void)syncSerial{
    //創建一個串行隊列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("標識符", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

    NSLog(@"---start---");
    //使用異步函數封裝三個任務
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任務1---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任務2---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任務3---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"---end---");
}

打印結果：

  ---start---
  任務1---{number = 1, name = main}
  任務2---{number = 1, name = main}
  任務3---{number = 1, name = main}
  ---end---

解釋

這裡的執行原理和步驟圖跟“同步執行+並發隊列”是一樣的，只要是同步執行就沒法開啟新的線程，所以多個任務之間也一樣只能按順序來執行

（五）異步執行+主隊列

實現代碼：

- (void)asyncMain{
    //獲取主隊列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

    NSLog(@"---start---");
    //使用異步函數封裝三個任務
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任務1---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任務2---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任務3---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"---end---");
}

打印結果：

  ---start---
  ---end---
  任務1---{number = 1, name = main}
  任務2---{number = 1, name = main}
  任務3---{number = 1, name = main}

解釋

異步執行意味著
可以開啟新的線程
任務可以先繞過不執行，回頭再來執行
主隊列跟串行隊列的區別
隊列中的任務一樣要按順序執行
主隊列中的任務必須在主線程中執行，不允許在子線程中執行
以上條件組合後得出結果：
所有任務都可以先跳過，之後再來“按順序”執行

步驟圖

（六）同步執行+主隊列（死鎖）

實現代碼：

- (void)syncMain{
    //獲取主隊列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

    NSLog(@"---start---");
    //使用同步函數封裝三個任務
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任務1---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任務2---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任務3---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"---end---");
}

打印結果：

 ---start---

解釋

主隊列中的任務必須按順序挨個執行
任務1要等主線程有空的時候（即主隊列中的所有任務執行完）才能執行
主線程要執行完“打印end”的任務後才有空
“任務1”和“打印end”兩個任務互相等待，造成死鎖

步驟圖

（七）知識拓展

1. dispatch_sync同步應用場景

-(void)loginAction
{
    //阻塞並行隊列的執行，要求某一操作執行後再進行後續操作，如用戶登錄
    //確保塊代碼之外的局部變量確實被修改
    dispatch_queue_t q = dispatch_queue_create("cn.login", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    __block BOOL logon = NO;
    dispatch_sync(q, ^{
        NSLog(@"模擬耗時操作 %@", [NSThread currentThread]);
        [NSThread sleepForTimeInterval:2.0f];
        NSLog(@"模擬耗時完成 %@", [NSThread currentThread]);
        logon = YES;
    });
    
    dispatch_async(q, ^{
        
        NSLog(@"登錄完成的處理 %@", [NSThread currentThread]);
    });
}

2. ios三種多線程技術：

　　1.NSThread

　　　　(1)使用NSThread對象建立一個線程非常方便

　　　　(2)但是！要使用NSThread管理多個線程非常困難，不推薦使用

　　　　(3)技巧！使用[NSThread currentThread]跟蹤任務所在線程，適用於這三種技術

　　2.NSOperation/NSOperationQueue

　　　　(1)是使用GCD實現的一套Objective-C的API

　　　　(2)是面向對象的線程技術

　　　　(3)提供了一些在GCD中不容易實現的特性，如：限制最大並發數量、操作之間的依賴關系

　　3.GCD —— Grand Central Dispatch

　　　　(1)是基於C語言的底層API

　　　　(2)用Block定義任務，使用起來非常靈活便捷

　　　　(3)提供了更多的控制能力以及操作隊列中所不能使用的底層函數

3. 隊列和線程的區別：

隊列：是管理線程的，相當於線程池,能管理線程什麼時候執行。

串行隊列：隊列中的線程按順序執行（不會同時執行）

並行隊列：隊列中的線程會並發執行，可能會有一個疑問，隊列不是先進先出嗎，如果後面的任務執行完了，怎麼出去的了。這裡需要強調下，任務執行完畢了，不一定出隊列。只有前面的任務執行完了，才會出隊列。

4. 主線程隊列和GCD創建的隊列也是有區別的。

主線程隊列和GCD創建的隊列是不同的。在GCD中創建的隊列優先級沒有主隊列高，所以在GCD中的串行隊列開啟同步任務裡面沒有嵌套任務是不會阻塞主線程，只有一種可能導致死鎖，就是串行隊列裡，嵌套開啟任務，有可能會導致死鎖。

主線程隊列中不能開啟同步，會阻塞主線程。只能開啟異步任務，開啟異步任務也不會開啟新的線程，只是降低異步任務的優先級，讓cpu空閒的時候才去調用。而同步任務，會搶占主線程的資源，會造成死鎖。

5.線程：裡面有非常多的任務（同步，異步）

同步與異步的區別：

同步任務優先級高，在線程中有執行順序，不會開啟新的線程。

異步任務優先級低，在線程中執行沒有順序，看cpu閒不閒。在主隊列中不會開啟新的線程，其他隊列會開啟新的線程。

6. 主線程隊列注意：

在主隊列開啟異步任務，不會開啟新的線程而是依然在主線程中執行代碼塊中的代碼。為什麼不會阻塞線程？

主隊列開啟異步任務，雖然不會開啟新的線程，但是他會把異步任務降低優先級，等閒著的時候，就會在主線程上執行異步任務。

7.在主隊列開啟同步任務，為什麼會阻塞線程？

在主隊列開啟同步任務，因為主隊列是串行隊列，裡面的線程是有順序的，先執行完一個線程才執行下一個線程，而主隊列始終就只有一個主線程，主線程是不會執行完畢的，因為他是無限循環的，除非關閉應用程序。因此在主線程開啟一個同步任務，同步任務會想搶占執行的資源，而主線程任務一直在執行某些操作，不肯放手。兩個的優先級都很高，最終導致死鎖，阻塞線程了。

8. 串行隊列開啟異步任務後嵌套同步任務造成死鎖

- (void)serial_queue_deadlock

{
    dispatch_queue_t q = dispatch_queue_create("cn.itcast.gcddemo", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

    dispatch_async(q, ^{
 
        NSLog(@"異步任務 %@", [NSThread currentThread]);

        // 下面開啟同步造成死鎖：因為串行隊列中線程是有執行順序的，需要等上面開啟的異步任務執行完畢，才會執行下面開啟的同步任務。而上面的異步任務還沒執行完，要到下面的大括號才算執行完畢，而下面的同步任務已經在搶占資源了，就會發生死鎖。

        dispatch_sync(q, ^{
            NSLog(@"同步任務 %@", [NSThread currentThread]);
        });
    });

}

9.串行隊列開啟同步任務後嵌套同步任務造成死鎖

- (void)serial_queue_deadlock
{
    dispatch_queue_t q = dispatch_queue_create("cn.itcast.gcddemo", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_sync(q, ^{
        NSLog(@"同步任務 %@", [NSThread currentThread]);
        // 下面開啟同步造成死鎖：因為串行隊列中線程是有執行順序的，需要等上面開啟的同步任務執行完畢，才會執行下面開啟的同步任務。而上面的同步任務還沒執行完，要到下面的大括號才算執行完畢，而下面的同步任務已經在搶占資源了，就會發生死鎖。
        dispatch_sync(q, ^{
            NSLog(@"同步任務 %@", [NSThread currentThread]);
        });
 
    });

    NSLog(@"同步任務 %@", [NSThread currentThread]);
}

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