iOS多線程中的dispatch_semaphore_t semaphore（dispatch組和信號量。）
在Windows平台下, 對線程的同步控制,可以有Critical Section,Mutex,Semaphore,Event 等方式.
在IOS平台,使用GCD進行簡單的多線程編程時,可以使用dispatch_semaphore_t進行相應的同步操作.
IOS平台上沒有對應的Event這個控制對像. 對於一些適合Event模式的情況下,可以通過dispatch_semaphore_t模 擬event(autoReset)的特性.
dispatch源（dispatch source）和RunLoop源概念上有些類似的地方，而且使用起來更簡單。要很好地理解dispatch源，其實把它看成一種特別的生產消費模式。dispatch源好比生產的數據，當有新數據時，會自動在dispatch指定的隊列（即消費隊列）上運行相應地block，生產和消費同步是dispatch源會自動管理的。
dispatch源的使用基本為以下步驟：
1. dispatch_source_t source = dispatch_source_create(dispatch_source_type, handler, mask, dispatch_queue); //創建dispatch源，這裡使用加法來合並dispatch源數據，最後一個參數是指定dispatch隊列
2. dispatch_source_set_event_handler(source, ^{ //設置響應dispatch源事件的block，在dispatch源指定的隊列上運行
//可以通過dispatch_source_get_data(source)來得到dispatch源數據
});
3. dispatch_resume(source); //dispatch源創建後處於suspend狀態，所以需要啟動dispatch源
4. dispatch_source_merge_data(source, value); //合並dispatch源數據，在dispatch源的block中，dispatch_source_get_data(source)就會得到value。
是不是很簡單？而且完全不必編寫同步的代碼。比如網絡請求數據的模式，就可以這樣來寫：
dispatch_source_t source = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_ADD, 0, 0, dispatch_get_global_queue(0, 0));
dispatch_source_set_event_handler(source, ^{
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
//更新UI
});
});
dispatch_resume(source);
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
//網絡請求
dispatch_source_merge_data(source, 1); //通知隊列
});
dispatch源還支持其它一些系統源，包括定時器、監控文件的讀寫、監控文件系統、監控信號或進程等，基本上調用的方式原理和上面相同，只是有可能是系統自動觸發事件。比如dispatch定時器：
dispatch_source_t timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
dispatch_source_set_timer(timer, dispatch_walltime(NULL, 0), 10*NSEC_PER_SEC, 1*NSEC_PER_SEC); //每10秒觸發timer，誤差1秒
dispatch_source_set_event_handler(timer, ^{
//定時處理
});
dispatch_resume(timer);
其它情況的dispatch源就不再一一舉例，可參看官網有具體文檔: https://developer.apple.com/library/ios/documentation/General/Conceptual/ConcurrencyProgrammingGuide/GCDWorkQueues/GCDWorkQueues.html#//apple_ref/doc/uid/TP40008091-CH103-SW1
最後，dispatch源的其它一些函數大致羅列如下：
uintptr_t dispatch_source_get_handle(dispatch_source_t source); //得到dispatch源創建，即調用dispatch_source_create的第二個參數
unsignedlong dispatch_source_get_mask(dispatch_source_t source); //得到dispatch源創建，即調用dispatch_source_create的第三個參數
void dispatch_source_cancel(dispatch_source_t source); //取消dispatch源的事件處理--即不再調用block。如果調用dispatch_suspend只是暫停dispatch源。
long dispatch_source_testcancel(dispatch_source_t source); //檢測是否dispatch源被取消，如果返回非0值則表明dispatch源已經被取消
void dispatch_source_set_cancel_handler(dispatch_source_t source, dispatch_block_t cancel_handler); //dispatch源取消時調用的block，一般用於關閉文件或socket等，釋放相關資源
void dispatch_source_set_registration_handler(dispatch_source_t source, dispatch_block_t registration_handler); //可用於設置dispatch源啟動時調用block，調用完成後即釋放這個block。也可在dispatch源運行當中隨時調用這個函數。
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，為什麼下面代碼也肯定死鎖：
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
});
});
程序的後台運行和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後才能進行，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執行完畢後，才開始執行。在它之後加入隊列的block，則等到這個block執行完畢後才開始執行。
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
最後再來看看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（以後博文會介紹）。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);
那麼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。
這裡只簡單舉個例子，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。
iOS多線程的初步研究（十）-- dispatch同步
GCD提供兩種方式支持dispatch隊列同步，即dispatch組和信號量。
一、dispatch組（dispatch group）
1. 創建dispatch組
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
2. 啟動dispatch隊列中的block關聯到group中
dispatch_group_async(group, queue, ^{
// 。。。
});
3. 等待group關聯的block執行完畢，也可以設置超時參數
dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
4. 為group設置通知一個block，當group關聯的block執行完畢後，就調用這個block。類似dispatch_barrier_async。
dispatch_group_notify(group, queue, ^{
// 。。。
});
5. 手動管理group關聯的block的運行狀態（或計數），進入和退出group次數必須匹配
dispatch_group_enter(group);
dispatch_group_leave(group);
所以下面的兩種調用其實是等價的，
A)
dispatch_group_async(group, queue, ^{
// 。。。
});
B)
dispatch_group_enter(group);
dispatch_async(queue, ^{
//。。。
dispatch_group_leave(group);
});
所以，可以利用dispatch_group_enter、 dispatch_group_leave和dispatch_group_wait來實現同步，具體例子：http://stackoverflow.com/questions/10643797/wait-until-multiple-operations-executed-including-completion-block-afnetworki/10644282#10644282。
二、dispatch信號量（dispatch semaphore）
1. 創建信號量，可以設置信號量的資源數。0表示沒有資源，調用dispatch_semaphore_wait會立即等待。
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
2. 等待信號，可以設置超時參數。該函數返回0表示得到通知，非0表示超時。
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
3. 通知信號，如果等待線程被喚醒則返回非0，否則返回0。
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
最後，還是回到生成消費者的例子，使用dispatch信號量是如何實現同步：
dispatch_semaphore_t sem = dispatch_semaphore_create(0);
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ //消費者隊列
while (condition) {
if (dispatch_semaphore_wait(sem, dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 10*NSEC_PER_SEC))) //等待10秒
continue;
//得到數據
}
});
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ //生產者隊列
while (condition) {
if (!dispatch_semaphore_signal(sem))
{
sleep(1); //wait for a while
continue;
}
//通知成功
}
});
