iOS多執行緒程式設計之Grand Central Dispatch(GCD)介紹和使用

LoveApp_Han發表於2013-09-12
iOS執行緒程式設計GC

介紹：

Grand Central Dispatch 簡稱（GCD）是蘋果公司開發的技術，以優化的應用程式支援多核心處理器和其他的對稱多處理系統的系統。這建立在任務並行執行的執行緒池模式的基礎上的。它首次釋出在Mac OS X 10.6 ，iOS 4及以上也可用。

設計：

GCD的工作原理是：讓程式平行排隊的特定任務，根據可用的處理資源，安排他們在任何可用的處理器核心上執行任務。

一個任務可以是一個函式(function)或者是一個block。 GCD的底層依然是用執行緒實現，不過這樣可以讓程式設計師不用關注實現的細節。

GCD中的FIFO佇列稱為dispatch queue，它可以保證先進來的任務先得到執行
dispatch queue分為下面三種：

Serial      

又稱為private dispatch queues，同時只執行一個任務。Serial queue通常用於同步訪問特定的資源或資料。當你建立多個Serial queue時，雖然它們各自是同步執行的，但Serial queue與Serial queue之間是併發執行的。

Concurrent

又稱為global dispatch queue，可以併發地執行多個任務，但是執行完成的順序是隨機的。

Main dispatch queue

它是全域性可用的serial queue，它是在應用程式主執行緒上執行任務的。

我們看看dispatch queue如何使用

1、常用的方法dispatch_async

為了避免介面在處理耗時的操作時卡死，比如讀取網路資料，IO,資料庫讀寫等，我們會在另外一個執行緒中處理這些操作，然後通知主執行緒更新介面。

用GCD實現這個流程的操作比前面介紹的NSThread  NSOperation的方法都要簡單。程式碼框架結構如下：

[cpp] view plaincopy
  1. dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{  
  2.     // 耗時的操作  
  3.     dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{  
  4.         // 更新介面  
  5.     });  
  6. });  
如果這樣還不清晰的話，那我們還是用上兩篇部落格中的下載圖片為例子，程式碼如下：

[cpp] view plaincopy
  1. dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{  
  2.     NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://avatar.csdn.net/2/C/D/1_totogo2010.jpg"];  
  3.     NSData * data = [[NSData alloc]initWithContentsOfURL:url];  
  4.     UIImage *image = [[UIImage alloc]initWithData:data];  
  5.     if (data != nil) {  
  6.         dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{  
  7.             self.imageView.image = image;  
  8.          });  
  9.     }  
  10. });  

執行顯示：


是不是程式碼比NSThread  NSOperation簡潔很多，而且GCD會自動根據任務在多核處理器上分配資源，優化程式。

系統給每一個應用程式提供了三個concurrent dispatch queues。這三個併發排程佇列是全域性的，它們只有優先順序的不同。因為是全域性的，我們不需要去建立。我們只需要通過使用函式dispath_get_global_queue去得到佇列，如下：

[cpp] view plaincopy
  1. dispatch_queue_t globalQ = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);    

這裡也用到了系統預設就有一個序列佇列main_queue

[cpp] view plaincopy
  1. dispatch_queue_t mainQ = dispatch_get_main_queue();    

雖然dispatch queue是引用計數的物件，但是以上兩個都是全域性的佇列，不用retain或release。

2、dispatch_group_async的使用

dispatch_group_async可以實現監聽一組任務是否完成，完成後得到通知執行其他的操作。這個方法很有用，比如你執行三個下載任務，當三個任務都下載完成後你才通知介面說完成的了。下面是一段例子程式碼：

[cpp] view plaincopy
  1. dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);  
  2. dispatch_group_t group = dispatch_group_create();  
  3. dispatch_group_async(group, queue, ^{  
  4.     [NSThread sleepForTimeInterval:1];  
  5.     NSLog(@"group1");  
  6. });  
  7. dispatch_group_async(group, queue, ^{  
  8.     [NSThread sleepForTimeInterval:2];  
  9.     NSLog(@"group2");  
  10. });  
  11. dispatch_group_async(group, queue, ^{  
  12.     [NSThread sleepForTimeInterval:3];  
  13.     NSLog(@"group3");  
  14. });  
  15. dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{  
  16.     NSLog(@"updateUi");  
  17. });  
  18. dispatch_release(group);  
dispatch_group_async是非同步的方法，執行後可以看到列印結果：

2012-09-25 16:04:16.737 gcdTest[43328:11303] group1
2012-09-25 16:04:17.738 gcdTest[43328:12a1b] group2
2012-09-25 16:04:18.738 gcdTest[43328:13003] group3
2012-09-25 16:04:18.739 gcdTest[43328:f803] updateUi

每個一秒列印一個，當第三個任務執行後，upadteUi被列印。


3、dispatch_barrier_async的使用

dispatch_barrier_async是在前面的任務執行結束後它才執行，而且它後面的任務等它執行完成之後才會執行

例子程式碼如下：

[cpp] view plaincopy
  1. dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("gcdtest.rongfzh.yc", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);  
  2. dispatch_async(queue, ^{  
  3.     [NSThread sleepForTimeInterval:2];  
  4.     NSLog(@"dispatch_async1");  
  5. });  
  6. dispatch_async(queue, ^{  
  7.     [NSThread sleepForTimeInterval:4];  
  8.     NSLog(@"dispatch_async2");  
  9. });  
  10. dispatch_barrier_async(queue, ^{  
  11.     NSLog(@"dispatch_barrier_async");  
  12.     [NSThread sleepForTimeInterval:4];  
  13.   
  14. });  
  15. dispatch_async(queue, ^{  
  16.     [NSThread sleepForTimeInterval:1];  
  17.     NSLog(@"dispatch_async3");  
  18. });  

列印結果：

2012-09-25 16:20:33.967 gcdTest[45547:11203] dispatch_async1

2012-09-25 16:20:35.967 gcdTest[45547:11303] dispatch_async2

2012-09-25 16:20:35.967 gcdTest[45547:11303] dispatch_barrier_async

2012-09-25 16:20:40.970 gcdTest[45547:11303] dispatch_async3

請注意執行的時間，可以看到執行的順序如上所述。

4、dispatch_apply 

執行某個程式碼片段N次。
dispatch_apply(5, globalQ, ^(size_t index) {
    // 執行5次
});

本篇使用的到的例子程式碼：http://download.csdn.net/detail/totogo2010/4596471

GCD還有很多其他用法，可以參考官方文件

參考的文件還有：http://en.wikipedia.org/wiki/Grand_Central_Dispatch

前兩篇多執行緒博文：iOS多執行緒程式設計之NSThread的使用

    iOS多執行緒程式設計之NSOperation和NSOperationQueue的使用

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