GCD简介

1、GCD简介

• GCD 是 Grand Central Dispatch（译为 “中枢调度器”）的简称，它是基于 C 语言编写的，是苹果公司为多核的并行运算提出的解决方案。

• GCD 在工作时会自动利用更多的处理器核心，以充分利用更强大的机器。

• 如果使用 GCD，完全由系统管理线程，我们不需要编写线程代码，只需定义想要执行的任务，然后添加到适当的调度队列（dispatch queue），GCD 会负责创建线程和调度你的任务。

• 它首次发布在 Mac OS X 10.6 ，iOS 4 上。在 iOS 所有实现多线程的方案中，GCD 应该是最有魅力的，GCD 是一个替代诸如 NSThread， NSOperationQueue，NSInvocationOperation 等技术的很高效和强大的技术。

• 1.1 工作原理：

  • 将长期运行的任务拆分成多个工作单元，并将这些单元添加到 dispath queue 中，系统会为我们管理这些 dispath queue，根据可用的处理资源，安排他们在任何可用的处理器核心上执行任务。
  • 我们不需要直接启动和管理后台线程。
  • 一个任务可以是一个函数（function）或者是一个 block。
  • GCD 的底层依然是用线程实现，不过这样可以让程序员不用关注实现的细节。
  • 将任务添加到队列，并且指定执行任务的函数，执行任务。任务使用 block 封装，任务的 block 没有参数也没有返回值。

• 1.2 执行任务的函数：

  • 异步 dispatch_async
    • 不用等待当前语句执行完毕，就可以执行下一条语句。
    • 会开启线程执行 block 的任务。
    • 异步是多线程的代名词。
  • 同步 dispatch_sync
    • 必须等待当前语句执行完毕，才会执行下一条语句。
    • 不会开启线程。
    • 在当前线程执行 block 的任务。
    • 同步任务的作用：同步任务，可以让其他异步执行的任务，"依赖" 某一个同步任务。例如：在用户登录之后，再异步下载文件！

• 1.3 任务调度队列：

  • GCD 中的 FIFO 队列称为 dispatch queue（调度队列）。系统提供了许多预定义的 dispatch queue，包括可以保证始终在主线程上执行工作的 dispatch queue。
  • 也可以创建自己的 dispatch queue，而且可以创建任意多个。GCD 的 dispatch queue 严格遵循 FIFO(先进先出) 原则，添加到 dispatch queue 的工作单元将始终按照加入 dispatch queue 的顺序启动。
  • dispatch queue 按先进先出的顺序，串行或并发地调度任务在线程上实行。
  • dispatch queue 分为下面三种：

    • Serial：

      • 串行队列，又称为 private dispatch queues，一次只能 "调度" 一个任务, 当前任务完成才开始出列并启动下一个任务。Serial queue 通常用于同步访问特定的资源或数据。当你创建多个 Serial queue 时，虽然它们各自是同步执行的，但 Serial queue 与 Serial queue 之间是并发执行的。

    • Concurrent：

      • 并发队列，又称为 global dispatch queues，一次可以 "调度" 多个任务，尽可能多地启动任务并发执行，任务执行完成的顺序是随机的。
      • 系统给每一个应用程序提供了三个 concurrent dispatch queues。这三个并发调度队列是全局的，它们只有优先级的不同。因为是全局的，我们不需要去创建。我们只需要通过使用函数 dispath_get_global_queue 去得到队列。

    • Main dispatch queue：

      • 主队列，它是全局可用的 serial queue，专门用来在主线程上调度任务的队列。不会开启线程，主队列异步执行时如果主线程上正在有代码执行，就不会调度队列中的任务，等待主线程空闲之后再调度任务。主线程中主队列同步执行时，主队列和主线程相互等待会造成死锁。

• 1.4 各种队列的执行效果：

  Type	全局并发队列	手动创建串行队列	主队列
  同步 (sync）	没有开启新线程	没有开启新线程	没有开启新线程
  ~	串行执行任务	串行执行任务	串行执行任务
  异步 (async）	有开启新线程	有开启新线程	没有开启新线程
  ~	并发执行任务	串行执行任务	串行执行任务

  • 开不开线程由执行任务的函数决定：
    • 异步开，异步是多线程的代名词。
    • 同步不开。
  • 开几条线程由队列决定：
    • 串行队列开一条线程。
    • 并发队列开多条线程。
    • 主队列不会开启线程。

• 1.5 队列的选择：

  • 多线程的目的：将耗时的操作放在后台执行！
  • 串行队列，只开一条线程，所有任务顺序执行
  • 如果任务有先后执行顺序的要求。
    • 效率低 -> 执行慢 -> "省电"。
  • 有的时候，用户其实不希望太快！例如使用 3G 流量，"省钱"。
  • 并发队列，会开启多条线程，所有任务不按照顺序执行
  • 如果任务没有先后执行顺序的要求。
    • 效率高 -> 执行快 -> "费电"。
  • WIFI，包月。
  • 实际开发中
  • WIFI 线程数 6 条。
  • 3G / 4G 移动开发的时候，2~3 条，再多会费电费钱。

• 1.6 全局队列 & 并发队列的区别：

  • 1)全局队列：

    • 没有名称。
    • 无论 MRC & ARC 都不需要考虑释放。
    • 日常开发中，建议使用 "全局队列"。

  • 2)并发队列：

    • 有名字，和 NSThread 的 name 属性作用类似。
    • 如果在 MRC 开发时，需要使用 dispatch_release(q); 释放相应的对象。
    • 开发第三方框架时，建议使用并发队列。

• 1.7 GCD & NSThread 对比：

  • GCD 所有的代码写在一起的，让代码更加简单，易于阅读和维护。
  • NSThread 通过 @selector 指定要执行的方法，代码分散。
  • GCD 通过 block 指定要执行的代码，代码集中。
  • 使用 GCD 不需要管理线程的创建/销毁/复用的过程。程序员不用关心线程的生命周期。
  • NSThread 需要自己创建线程对象，并且指定 selector 方法，然后 start。
  • GCD 只需要将任务添加给队列，并且指定执行的函数
  • 如果要开多个线程 NSThread 必须实例化多个线程对象。
  • NSThread 靠 NSObject 的分类方法实现的线程间通讯，GCD 靠 block。