GCD概要

什么是GCD

GCD(Grand Central Dispatch)是异步执行任务的技术之一。一般将应用程序中记述的线程管理用的代码在系统级中实现。开发者只需要定义想执行的任务并追加到适当的Dispatch Queue中，GCD就能生成必要的线程并计划执行任务。由于线程管理是作为系统的一部分来实现的，因此可统一管理，也可执行任务，这样就比以前的线程具有更高的效率。

dispatch_async(queue, ^{
  /*
  长时间处理的任务，如图像识别，数据库访问
  */

  //长时间处理结束，主线程使用该处理结果
  dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        //只在主线程中执行的操作，如更新用户界面
    });
}
);

使用

NSObject performSelectorInBackground:(nonnull SEL) withObject:(nullable id)

实现前面的GCD

/*
    NSObject performSelectorInBackground:(nonnull SEL) withObject:(nullable id)方法中执行后台线程
*/
- (void)launchThreadByNSObject_performSelectorInBackground_withObject{
  [self performSelectorInBackground:@selector(doWork) withObject:nil];
}
/*
后台执行方法
*/
- (void)doWork{
  NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc]init];
  /*
  长时间处理的任务，如图像识别，数据库访问
  */

    //长时间处理结束，主线程使用该处理结果
    [self performSelectorOnMainThread:@selector(doneWork) withObject:nil waitUntilDone:NO];
  [pool drain];
}

//主线程处理方法
- (void)doneWork{
    //只在主线程中执行的操作，如更新用户界面
}

GCD除了代码简洁，更重要的是GCD提供系统级线程管理提高执行效率。

多线程编程

OC中代码基本上都是从上到下的顺序执行。

if语句和for语句等控制语句或函数调用的情况下，执行命令列的地址会远离当前位置，但是，由于一个CPU一次只能执行一个命令，不能执行某处分开的并列的两个命令，因此，通过CPU执行的CPU命令好比一条无分叉的大道，其执行不会出现分歧。如图：

线程执行

这里所说的1个cpu执行的cpu命令列为一条无分叉路经就是线程。现在一个物理的cpu芯片实际上有64个cpu(64核)，如果一个cpu核虚拟两个cpu核工作，那么一台计算机上使用多个cpu核就是理所当然的事情了。这种无分叉的路径不止一条，存在多条时即为多线程。

多线程

OSX和iOS的核心XNU内核在发生操作系统事件时会切换执行路径。执行中路径的状态，例如CPU的寄存器等信息保存到各自路径专用的内存块中，从切换目标路径专用的内存块中，复原CPU寄存器等信息，继续执行切换路径的CPU命令列，这称为上下文切换。

由于使用多线程的程序可以在某个线程和其他线程之间反复多次进行上下文切换，因此看上去好像一个cpu核能执行多个线程一样，在具有多个核的cpu核的情况下就不是看上去了，而是真正的多线程技术了。

多线程编程容易引发多种错误，比如多个线程更新相同的资源会导致数据不一致，停止等待事件的线程会导致多个线程相互持续等待，使用太多线程会消耗大量内存等。但是使用多线程能保证程序等响应性能。

多线程错误

应用程序在启动时，通过最先执行等线程，即，主线程来描绘用户界面，处理触摸屏幕等事件等。如果在该主线程中进行长时间的处理，如AR用画像的识别和数据库访问，就会妨碍主线程的执行，在OSX和iOS的应用程序中，会妨碍主线程中呗称为RunLoop的主循环的执行，从而导致不能更新用户界面，应用程序的画面长时间停滞等问题。

iOS与OSX主线程阻塞

使用多线程编程，在执行长时间的处理时仍可保证用户界面的响应性能。GCD大大简化了，偏于复杂的多线程编程的源代码。