Grand Central Dispatch (GCD)是Apple开发的一个多核编程的解决方法。
一、简介
在iOS所有实现多线程的方案中，GCD应该是最有魅力的，因为GCD本身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。GCD是Grand Central Dispatch的简称，它是基于C语言的。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，系统直接提供线程管理
二、调度队列(dispath queue)
1.GCD的一个重要概念是队列，它的核心理念：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，为我们在多个线程上执行工作单元，我们不需要直接启动和管理后台线程。
2.系统提供了许多预定义的dispath queue，包括可以保证始终在主线程上执行工作的dispath queue。也可以创建自己的dispath queue，而且可以创建任意多个。GCD的dispath queue严格遵循FIFO(先进先出)原则，添加到dispath queue的工作单元将始终按照加入dispath queue的顺序启动。
3.dispatch queue按先进先出的顺序,串行或并发地执行任务
1> serial dispatch queue一次只能执行一个任务, 当前任务完成才开始出列并启动下一个任务
2> concurrent dispatch queue则尽可能多地启动任务并发执行
三、创建和管理dispatch queue
dispatch queue分成以下三种：
1）运行在主线程的Main queue，通过dispatch_get_main_queue获取。
可以看出，dispatch_get_main_queue也是一种dispatch_queue_t。
2）.获得全局并发Dispatch Queue (concurrent dispatch queue)
1> 并发dispatch queue可以同时并行地执行多个任务,不过并发queue仍然按先进先出的顺序来启动任务。并发queue会在之前的任务完成之前就出列下一个任务并开始执行。并发queue同时执行的任务数量会根据应用和系统动态变化,各种因素包括:可用核数量、其它进程正在执行的工作数量、其它串行dispatch queue中优先任务的数量等.
2> 系统给每个应用提供三个并发dispatch queue,整个应用内全局共享,三个queue的区别是优先级。你不需要显式地创建这些queue,使用dispatch_get_global_queue函数来获取这三个queue:
// 获取默认优先级的全局并发dispatch queue
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
第一个参数用于指定优先级，分别使用DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH和DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW两个常量来获取高和低优先级的两个queue；第二个参数目前未使用到，默认0即可
3）串行队列serial queues一般用于按顺序同步访问，可创建任意数量的串行队列，各个串行队列之间是并发的。
当想要任务按照某一个特定的顺序执行时，串行队列是很有用的。串行队列在同一个时间只执行一个任务。我们可以使用串行队列代替锁去保护共享的数据。和锁不同，一个串行队列可以保证任务在一个可预知的顺序下执行。
serial queues通过dispatch_queue_create创建，可以使用函数dispatch_retain和dispatch_release去增加或者减少引用计数。
GCD的用法：
/** * Dispatch_once 单例实现 */ +(instancetype)shareUserManager { static dispatch_once_t onceToken; static UserManager *userManager; dispatch_once(&onceToken,^{ userManager = [[self alloc]init]; }); return userManager; }
/**
* 延时两秒执行 dispatch_time_t dispatch_after
*/
-(void)delayDispatchMethod
{
double delayTime = 2.0;
dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, delayTime*NSEC_PER_SEC);
dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^{
//code to be executed after a specified delay
});
}
- (void)dispatch_queue_t{
/**
* 自定义dispatch_queue_t queue队列
*
* @param "com.zhujin.task" 标签纯debug用的
* @param NULL 暂不支持的参数 传NULL就可以
*
* @return
*/
dispatch_queue_t urls_queue = dispatch_queue_create("com.zhujin.task", NULL);
dispatch_async(urls_queue, ^{
/**
* 第一个参数为标签，debug用的在奔溃时会打印出来，第二个参数传NULL，因暂时不支持第二参数
*/
});
/**
* 合并汇总结果
*/
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
//并行执行的线程-；
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
//并行执行的线程二；
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
//并行执行的线程三；
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
//并行执行的线程四；
});
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
//汇总结果；
});
}
// 根据url获取UIImage
- (UIImage *)imageWithURLString:(NSString *)urlString {
NSURL *url = [NSURL URLWithString:urlString];
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
// 这里并没有自动释放UIImage对象
return [[UIImage alloc] initWithData:data];
}
- (void)downloadImages {
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
// 异步下载图片
dispatch_async(queue, ^{
// 创建一个组
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
__block UIImage *image1 = nil;
__block UIImage *image2 = nil;
// 关联一个任务到group
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
// 下载第一张图片
NSString *url1 = @"http://car0.autoimg.cn/upload/spec/9579/u_20120110174805627264.jpg";
image1 = [self imageWithURLString:url1];
});
// 关联一个任务到group
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
// 下载第一张图片
NSString *url2 = @"http://hiphotos.baidu.com/lvpics/pic/item/3a86813d1fa41768bba16746.jpg";
image2 = [self imageWithURLString:url2];
});
/**
* dispatch_group_notify函数用来指定一个额外的block，该block将在group中所有任务完成后执行
*/
// 等待组中的任务执行完毕,回到主线程执行block回调
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
self.imageView1.image = image1;
self.imageView2.image = image2;
});
});
}
- (void)dispatch_apply
{
/**
*如果每次迭代执行的任务与其它迭代独立无关,而且循环迭代执行顺序也无关紧要的话,你可以调用dispatch_apply或dispatch_apply_f函数来替换循环。这两个函数为每次循环迭代将指定的block或函数提交到queue。当dispatch到并发 queue时,就有可能同时执行多个循环迭代。用dispatch_apply或dispatch_apply_f时你可以指定串行或并发 queue。并发queue允许同时执行多个循环迭代,而串行queue就没太大必要使用了。
*/
//下面代码使用dispatch_apply替换了for循环,你传递的block必须包含一个size_t类型的参数,用来标识当前循环迭代。第一次迭代这个参数值为0,最后一次值为count - 1
// 获得全局并发queue
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
size_t count = 10;
dispatch_apply(count, queue, ^(size_t i) {
printf("%zd ", i);
});
}
一个应用GCD的例子：
NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://www.baidu.com"];
NSError * error;
NSString * data = [NSString stringWithContentsOfURL:url encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];
if (data != nil) {
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"call back, the data is: %@", data);
});
} else {
NSLog(@"error when download:%@", error);
}
});
GCD的另一个用处是可以让程序在后台较长久的运行。
在没有使用GCD时，当app被按home键退出后，app仅有最多5秒钟的时候做一些保存或清理资源的工作。但是在使用GCD后，app最多有10分钟的时间在后台长久运行。这个时间可以用来做清理本地缓存，发送统计数据等工作。
让程序在后台长久运行的示例代码如下：
// AppDelegate.h文件
@property (assign, nonatomic) UIBackgroundTaskIdentifier backgroundUpdateTask;
// AppDelegate.m文件
- (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application
{
[self beingBackgroundUpdateTask];
// 在这里加上你需要长久运行的代码
[self endBackgroundUpdateTask];
}
- (void)beingBackgroundUpdateTask
{
self.backgroundUpdateTask = [[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:^{
[self endBackgroundUpdateTask];
}];
}
- (void)endBackgroundUpdateTask
{
[[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask: self.backgroundUpdateTask];
self.backgroundUpdateTask = UIBackgroundTaskInvalid;
}