iOS-GCD使用詳解

前言

對初學者來說，GCD似乎是一道邁不過去的坎，很多人在同步、異步、串行、並行和死鎖這幾個名詞的漩渦中漸漸放棄治療。本文將使用圖文表並茂的方式給大家形象地解釋其中的原理和規律。

線程、任務和隊列的概念

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：

1 2 3 4 5 ---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：

1 2 3 4 5  ---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：

1 2 3 4 5 ---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：

1 2 3 4 5   ---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：

1 2 3 4 5   ---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：

1   ---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

 寫在結尾的話

以上就是我對GCD的基礎知識和幾種組合的理解。