Grand Central Dispatch (GCD) 用法詳細介紹

1. Dispatch Queue 執行處理有兩種Dispatch Queue。 一種是等待現在執行中的處理的Serial Dispatch Queue。（順序執行） 另一種是不等待現在執行中處理的Concurrent Dispatch Queue。（并行執行）

Concurrent Dispatch Queue執行：

線程0	線程1	線程2	線程3
blk0	blk1	blk2	blk3
blk5	blk6	blk4
blk7

2. dispatch_queue_create 通過 dispatch_queue_create 函數可以生成 Dispathch Queue。

// 第一個參數為queue署名。第二個參數為建立的queue類型。null預設為Serial dispatch queue
dispatch_queue_t myDispatchQueue = dispatch_queue_create(“com.example.queue”, NULL);

// dispatch_queue_t myDispatchQueue = dispatch_queue_create(“com.example.queue”, DIDPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

dispatch_async(myDispatchQueue, ^{ NSLog(@“ block on queue “); });

// 結束後需要release
dispatch_release(myDispatchQueue);

// 相應的有retain函數
// dispatch_retain(myDispatchQueue);
           

雖然一執行完 dispatch_async 後裡面釋放queue，但是由于Block持有該Dispatch Queue，是以此處release後 queue 不會被廢棄。

3. Main Dispatch Queue 和 Global Dispatch Queue 以上兩種為系統标準提供的Dispatch Queue；

名稱	Dispatch Queue種類	說明
Main Dispatch Queue	Serial Dispatch Queue	主線程執行
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH	Concurrent Dispatch Queue	高優先級
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT	Concurrent Dispatch Queue	預設優先級
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW	Concurrent Dispatch Queue	低優先級
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND	Concurrent Dispatch Queue	背景執行

// 擷取主線程
dispatch_queue_t mainDispatchQueue = dispatch_get_main_queue();

// 
dispatch_queue_t globalDispatchQueueHigh = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0);

// 
dispatch_queue_t globalDispatchQueueDefault = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

// 
dispatch_queue_t globalDispatchQueueLow = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW, 0);

// 
dispatch_queue_t globalDispatchQueueBackground = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND, 0);
           

注：dispatch_retain() 和 dispatch_release() 對于這兩種queue不會引起任何變化。

4. dispatch_set_target_queue dispatch_queue_create() 函數生成的無論是Serial 還是 Concurrent ，都是預設優先級。 使用 dispatch_set_target_queue 可以變更優先級。 例如：

dispatch_queue_t myDispatchQueue = dispatch_queue_create(“com.example.queue”, NULL);
dispatch_queue_t globalDispatchQueueBackground = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND, 0);
dispatch_set_target_queue(myDispatchQueue, globalDispatchQueueBackground);
           

以上代碼将 myDispatchQueue 的優先級變更為 背景優先級。

5. dispatch_after 想要在指定時間後執行處理，可使用 dispatch_after。 例如：3秒後将指定的Block 追加奧 Main Dispatch Queue 中。

dispatch_time_t time = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 3ull * NSEC_PER_SEC);
dispatch_after(time, dispatch_get_main_queue(), ^{ NSLog(@“waited at least three seconds.”); });
           

注： dispatch_after 函數并不是在指定時間後執行處理，而是在指定時間後追加處理到Dispatch Queue。例如Main Dispatch Queue在主線程的RunLoop中執行。是以在比如每隔1/60秒執行的RunLoop，Block最快在3秒後執行，最慢在 3+1/60秒後執行。

6. Dispatch Group 如果想要在追加到多個Dispatch Queue中的多個處理全部結束後執行結束處理，，可使用Dispatch Group。 例如：

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@“bll0”);});
dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@“bll1”);});
dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@“bll2”);});

dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{ NSLog(@“done”); });
dispatch_release(group);
           

其中可以使用 dispatch_group_wait函數僅等待全部處理執行結束：

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@“bll0”);});
dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@“bll1”);});
dispatch_group_async(group, queue, ^{NSLog(@“bll2”);});

dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
dispatch_release(group); 
           

注：dispatch_group_wait 的傳回值為0，辨別全部處理執行結束； 傳回值不為0，表示經過了指定時間，屬于Dispatch Group 的某一個處理還在執行中； 由于 DISPATCH_TIME_FOREVER 辨別永久等待，故而傳回值恒為0；

dispatch_group_wait 可能會造成目前線程停止，直至所有處理執行結束。

7. dispatch_barrier_async 在多個并行處理之間插入指定處理後再繼續多個并行處理。 例如：

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(“com.example.queue”, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

dispatch_async(queue, blk0_for_reading); 
dispatch_async(queue, blk1_for_reading); 
dispatch_async(queue, blk2_for_reading); 
dispatch_async(queue, blk3_for_reading); 
dispatch_barrier_async(queue, blk_for_writing);
dispatch_async(queue, blk4_for_reading); 
dispatch_async(queue, blk5_for_reading); 
dispatch_async(queue, blk6_for_reading); 
dispatch_async(queue, blk7_for_reading); 
dispatch_async(queue, blk8_for_reading); 

dispatch_release(queue);
           

使用 Concurrent Dispatch Queue 和 dispatch_barrier_async 可實作高效率的資料庫通路和檔案通路。

8. dispatch_apply 該函數按指定的次數将指定的Block追加到指定的Dispatch Queue中，并等待全部處理執行結束。 例如：

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_apply(5, queue, ^(size_t index){ NSLog(@“%zu”, index); });
NSLog(@“done”);
           

// 運作結果
4
1
0
3
2
done
           

9. dispatch_suspend / dispatch_resume 當追加大量處理到Dispatch Queue時，在追加處理的過程中，希望不執行一追加的處理，例如驗算結果被Block截獲時，一些處理會對這個演算結果造成影響。 可使用以上兩個函數挂起和恢複queue。

10. Dispatch Semaphore 該函數是比 dispatch_barrier_async() 更細粒度的排他控制。 先看一下例子：

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
NSMutableArray *array = [[NSMutableArray alloc] init];
for(int i = 0; i< 100000; ++i)
{
     dispatch_async(queue, ^{ [array addObject:[NSNumber numberWithInt:i]]; });
}
           

以上代碼執行後由記憶體錯誤導緻應用異常結束的機率很高。 Dispatch Semaphore 是持有計數的信号。當計數為0時，表示等待；計數為1或者大于1時，減去1而不等待；

// 生成函數,計數初始值為1
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);

// 一直等待，直到Dispatch Semaphore 的計數值達到大于等于1；
long result = dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
if (result == 0)
{
     // 可執行其他需要進行排他控制的處理
}else{
     // 在達到指定時間為止待機
}
           

修改後的例子：

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
// 保證可通路NSMutableArray 的線程同時隻能有一個
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);

NSMutableArray *array = [[NSMutableArray alloc] init];
for(int i = 0; i< 100000; ++i)
{
     dispatch_async(queue, ^{ 
          dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
          [array addObject:[NSNumber numberWithInt:i]]; 
     });
} 
dispatch_release(semaphore);
           

11. dispatch_once dispatch_once 函數保證在應用程式執行中隻執行一次指定處理的API； 例如：

static int initialized = NO;
if (initialized == NO)
{
     //initialized
     initialized = YES;
}
           

可轉變成：

static dispatch_once_t pred;
dispatch_once(&pred, ^{
     //initialized
});