iOS多線程開發之離不開的GCD

一、GCD基本概念

GCD 全稱Grand Central Dispatch(大中樞隊列調度)，是一套低層API,提供了⼀種新的方法來進⾏併發程序編寫。從基本功能上講，GCD有點像NSOperationQueue，他們都允許程序將任務切分為多個單一任務，然後提交⾄⼯作隊列來併發的或者串⾏的執行。GCD是C實現，⽐NSOpertionQueue更底層更高效，並且它不是Cocoa框架的一部分 併發任務會像NSOperationQueue那樣基於系統負載來合適地併發進⾏，而串⾏行隊列同一時間只執行單一任務，GCD的API很大程度上基於block。

GCD併發編程的主要好處歸納

• GCD可用於多核的并行運算
• GCD會自動利用更多的CPU內核（比如雙核、四核）
• GCD會自動管理線程的生命周期（創建線程、調度任務、銷毀線程）
• 程序員只需要告訴GCD想要執行什麼任務，不需要編寫任何線程管理代碼

二、GCD如何實現

GCD主要由隊列和任務兩部分來實現，蘋果官方對GCD是這樣說明的：開發者要做的只是定義想執行的任務並追加到適當的Dispatch Queue中。Dispatch Queue是執行處理的等待隊列，我們可以通過dispatch_async等API，在block語法中記述想要執行的處理並將其追加到Dispatch Queue中，Dispatch Queue是按照追加的順序進行處理（先進先出FIFO）。

多線程執行過程就是把任務放在隊列中去執行的過程。那麼在這裡我們首先回顧一下基本概念：

（一）進程／線程、任務／隊列

（二）同步/非同步、併發／并行

併發不一定等於并行

（三）非同步/同步任務 & 并行/串列隊列的特點

綜上所述，iOS多線程編程使用GCD的最優原則是能不在阻礙主線程（又叫作UI線程）的情況下，開啟新的線程（子線程）去處理耗時的操作，以便有效提高程序的執行效率和資源利用率，但是同時開啟多個子線程也會引發許多其他的問題，如資源競爭、死鎖、內存損耗等，所以要注意，這篇文章只是介紹GCD的使用，因此可能產生的問題我將會在這個系列後續篇章做介紹。

GCD併發編程產生的作用歸納（考慮線程安全，不死鎖的情況下效果）：

• 能開啟新的線程（子線程）

• 多個任務可以同時進行

• 不會阻塞主線程（又叫作UI線程）影響UI事件

三、GCD如何使用

開發者要做的只是定義想執行的任務並追加到適當的隊列（Dispatch Queue）中

1、創建隊列（Dispatch Queue）

第一種：通過GCD的API的dispatch_queue_create函數生成Dispatch Queue

另外需要注意的點是：雖然有ARC編譯器自動管理內存這一優秀技術，但生成的Dispatch Queue必須由程序員主動釋放。

第二種：直接使用系統提供的標準Dispatch Queue ：Main Dispatch Queue和Global Dispatch Queue

（1）Main Dispatch Queue：主線程中執行的Dispatch Queue，也就是Serial Dispatch Queue（串列隊列），可以通過dispatch_get_main_queue來獲取。

(2) Global Dispatch Queue: 全局併發隊列（Concurrent Dispatch Queue），GCD默認提供了全局的併發隊列，可以通過dispatch_get_global_queue獲取。

2、創建任務

四、隊列任務組合

根據（二）中描述，GCD由隊列和任務兩部分組成，隊列分為串列隊列、并行隊列、主隊列，任務可分為同步和非同步任務，這樣可將隊列與任務組合如下：

1、并行隊列 & 非同步執行

列印結果：

結論：

(1) 開啟了新線程

(2) 任務之間不需要排隊，且具有同時被執行的權利

2、并行隊列 & 同步執行

列印結果：

結論：

(1) 不開啟了新線程

(2) 任務之間需要排隊，按照追加順序執行

3、串列隊列 & 非同步執行

(1) 開啟了新線程

(2) 任務之間需要排隊，按照追加順序執行

4、串列隊列 & 同步執行

列印結果：

結論：

(1) 不開啟了新線程

5、主隊列 & 非同步執行

列印結果：

結論：

(1) 不開啟了新線程

(2) 任務之間需要排隊，按照追加順序執行

6、主隊列 & 同步執行

列印結果：

結論：

發生死鎖，程序崩潰。

好了GCD系列的上篇就寫到這裡，我將在後續系列中詳細介紹GCD的隊列系列和用法，以及使用GCD可能造成的問題及解決方案，水平有限，有不對的地方還望批評指正！