IOS并发编程GCD
1 。异步调用和并发:
异步调用的实现中往往采用并发机制，然而并不是所有异步都是并发机制，也有可能是其他机制，比如一些依靠中断进行的操作。
1.GCD的一个重要概念是队列(dispatch queue)，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
2> 你必须显式地创建和管理所有你使用的串行queue,应用可以创建任意数量的串行queue,但不要为了同时执行更多任务而创建更多的串行queue。如果你需要并发地执行大量任务,应该把任务提交到全局并发queue
GCD提供了函数让应用访问几个公共dispatch queue:
1> 使用dispatch_get_current_queue函数作为调试用途,或者测试当前queue的标识。在block对象中调用这个函数会返回block提交到的queue(这个时候queue应该正在执行中)。在block对象之外调用这个函数会返回应用的默认并发queue。
2> 使用dispath_get_global_queue可以获取去得到concurrent dispatch queues队列，如下：
let globalQ = 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
此外还有DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND
// 异步下载图片
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://car0.autoimg.cn/upload/spec/9579/u_20120110174805627264.jpg"];
UIImage *image = [UIImage imageWithData:[NSData dataWithContentsOfURL:url]];
// 回到主线程显示图片
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
self.imageView.image = image;
});
});
3. 创建队列：
let queue = dispatch_queue_create("gcdtest.rongfzh.yc", nil) //串行
let queue = dispatch_queue_create("gcdtest.rongfzh.yc", DISPATCH_QUEUE_SERIAL) //串行
let queue = dispatch_queue_create("gcdtest.rongfzh.yc", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT) //并行
1.添加单个任务到queue
1> 异步添加任务
你可以异步或同步地添加一个任务到Queue,尽可能地使用dispatch_async或dispatch_async_f函数异步地调度任务。因为添加任务到Queue中时,无法确定这些代码什么时候能够执行（GCD会自动根据任务在多核处理器上分配资源，优化程序）。因此异步地添加block或函数,可以让你立即调度这些代码的执行,然后调用线程可以继续去做其它事情。特别是应用主线程一定要异步地 dispatch 任务,这样才能及时地响应用户事件
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), {
// 耗时的操作
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), {
// 更新界面
})
})
2> 同步添加任务
少数时候你可能希望同步地调度任务,以避免竞争条件或其它同步错误。 使用dispatch_sync和dispatch_sync_f函数同步地添加任务到Queue,这两个函数会阻塞当前调用线程,直到相应任务完成执行。注意：绝对不要在任务中调用 dispatch_sync或dispatch_sync_f函数,并同步调度新任务到当前正在执行的 queue。对于串行queue这一点特别重要,因为这样做肯定会导致死锁;而并发queue也应该避免这样做。
// 调用前，查看下当前线程
NSLog("当前调用线程：%@", NSThread.currentThread())
// 创建一个串行queue
let queue = dispatch_queue_create("cn.itcast.queue", nil)
dispatch_async(queue, {
NSLog("开启了一个异步任务，当前线程：%@", NSThread.currentThread())
}
)
dispatch_sync(queue, {
NSLog("开启了一个同步任务，当前线程：%@", NSThread.currentThread())
}
)
打印结果：
2015-05-09 00:49:27.539 ImageLoaderExample[2122:81150] 当前调用线程：<NSThread: 0x7fcbdad27890>{number = 1, name = main}
2015-05-09 00:49:27.541 ImageLoaderExample[2122:81222] 开启了一个异步任务，当前线程：<NSThread: 0x7fcbdae66a30>{number = 2, name = (null)}
2015-05-09 00:49:27.541 ImageLoaderExample[2122:81150] 开启了一个同步任务，当前线程：<NSThread: 0x7fcbdad27890>{number = 1, name = main}
5. 暂停和继续queue
我们可以使用dispatch_suspend函数暂停一个queue以阻止它执行block对象;使用dispatch_resume函数继续dispatch queue。调用dispatch_suspend会增加queue的引用计数,调用dispatch_resume则减少queue的引用计数。当引用计数大于0时,queue就保持挂起状态。因此你必须对应地调用suspend和resume函数。挂起和继续是异步的,而且只在执行block之间（比如在执行一个新的block之前或之后）生效。挂起一个queue不会导致正在执行的block停止。
dispatch_group_async可以实现监听一组任务是否完成，完成后得到通知执行其他的操作。这个方法很有用，比如你执行三个下载任务，当三个任务都下载完成后你才通知界面说完成的了。下面是一段例子代码：
let queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)
let group = dispatch_group_create()
dispatch_group_async(group, queue, {
NSThread.sleepForTimeInterval(1)
NSLog("group1");
})
dispatch_group_async(group, queue, {
NSThread.sleepForTimeInterval(2)
NSLog("group2");
})
dispatch_group_async(group, queue, {
NSThread.sleepForTimeInterval(3)
NSLog("group3");
})
dispatch_group_async(group, queue, {
NSThread.sleepForTimeInterval(3)
NSLog("group34");
})
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), {
NSLog("updateUi");
});
2015-05-08 23:23:40.344 ImageLoaderExample[1504:48633] group1
2015-05-08 23:23:41.340 ImageLoaderExample[1504:48631] group2
2015-05-08 23:23:42.340 ImageLoaderExample[1504:48638] group34
2015-05-08 23:23:42.340 ImageLoaderExample[1504:48634] group3
2015-05-08 23:23:42.341 ImageLoaderExample[1504:48547] updateUi
// 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), ^{
// 下载第二张图片
NSString *url2 = @"http://hiphotos.baidu.com/lvpics/pic/item/3a86813d1fa41768bba16746.jpg";
image2 = [self imageWithURLString:url2];
});
// 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;
// 在这里释放图片资源
[image1 release];
[image2 release];
});
// 释放group
dispatch_release(group);
});
}
NSLog("begin");
let queue = dispatch_queue_create("gcdtest.rongfzh.yc", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT)
dispatch_async(queue, {
NSThread.sleepForTimeInterval(2)
NSLog("dispatch_async1");
}
);
dispatch_async(queue, {
NSThread.sleepForTimeInterval(4)
NSLog("dispatch_async2");
}
);
dispatch_barrier_async(queue, {
NSLog("dispatch_barrier_async");
NSThread.sleepForTimeInterval(4)
}
);
dispatch_async(queue, {
NSThread.sleepForTimeInterval(1)
NSLog("dispatch_async3");
}
);
dispatch_async(queue, {
NSThread.sleepForTimeInterval(1)
NSLog("dispatch_async4");
}
);
2015-05-08 23:39:11.729 ImageLoaderExample[1635:55195] begin
2015-05-08 23:39:13.731 ImageLoaderExample[1635:55268] dispatch_async1
2015-05-08 23:39:15.730 ImageLoaderExample[1635:55267] dispatch_async2
2015-05-08 23:39:15.731 ImageLoaderExample[1635:55267] dispatch_barrier_async
2015-05-08 23:39:20.742 ImageLoaderExample[1635:55268] dispatch_async4
2015-05-08 23:39:20.742 ImageLoaderExample[1635:55267] dispatch_async3
8. dispatch_after 用于延迟执行一些代码
,dispatch_block_t ,可用于取消dispatch_after 的延时任务
纳秒 NSEC_PER_SEC = 109秒
//let delayInSeconds:Int64 = 1000，000，000 * 2 // Int64(2 * NSEC_PER_SEC)
let time = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, Int64(2 * NSEC_PER_SEC))
dispatch_after(time, dispatch_get_main_queue()){
//...
}
9. dispatch_once 只执行一次，用于一些单例。
+ (instancetype)sharedInstance {
static id sharedInstance;
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
sharedInstance = [self new];
});
return sharedInstance;
}
10、dispatch_apply 并发地执行循环迭代
如果你使用循环执行固定次数的迭代, 并发dispatch queue可能会提高性能。可以指定串行抑或并行
和普通for循环一样,dispatch_apply和dispatch_apply_f函数也是在所有迭代完成之后才会返回，因此这两个函数会阻塞当前线程。如果你传递的参数是串行queue,而且正是执行当前代码的queue,就会产生死锁。
let queue = dispatch_queue_create("gcdtest.rongfzh.yc", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT)
dispatch_apply(30, queue, {print("|*\($0)*|")})
打印结果：
|*0*||*4*||*5*|||||****6312****||||*|7||***|8|9**|*1|*|01|*1|*|**1|||12**3*15*||*1|*16|4*|**|1|||**|711**98|2**|0||**||2|*|1*2**2223|*4*|*||||**|2|2*56*2**2|7|8*||**|29*|
let queue = dispatch_queue_create("gcdtest.rongfzh.yc", DISPATCH_QUEUE_SERIAL)
dispatch_apply(30, queue, {print("|*\($0)*|")})
打印结果：
|*0*||*1*||*2*||*3*||*4*||*5*||*6*||*7*||*8*||*9*||*10*||*11*||*12*||*13*||*14*||*15*||*16*||*17*||*18*||*19*||*20*||*21*||*22*||*23*||*24*||*25*||*26*||*27*||*28*||*29*|
更细粒度的排他控制：dispatch_semaphore
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
// Create dispatch_semaphore
// semaphore value初始化为1
/ 保证可访问NSMutableArray类对象的线程同时只有一个
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);
NSMutableArray *array = [[NSMutableArray alloc] init];
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
dispatch_async(queue, ^{
// Waiting for dispatch semaphore, 直到semaphore值达到大于等于1
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
// 由于Dispatch semaphore的计数值达到大于等于1
// 所以将Dispatch semaphore的计数值减1
// dispatch_semaphore_wait函数执行返回
// 即执行到此时的Dispatch semaphore计数值恒为0
// 由于可访问NSMutableArray类对象的线程只有一个
// 因此可安全进行更新
[array addObject:[NSNumber numberWithInt:i]];
// 排他控制处理结束
// 所以通过dispatch_semaphore_signal函数
// 将Dispatch semaphore的计数值加1
// 如果有通过dispatch_semaphore_wait函数等待Dispatch semaphore的
// 计数值增加的线程，由最先等待的线程执行
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});
}
26 dispatch_release(semaphore);
Dispatch I/O：并发读取文件数据，高效率读取文件：
// 并发读取文件原理
dispatch_async(queue, ^{/* 读取0-8191字节*/});
dispatch_async(queue, ^{/* 读取8192-16383字节*/});
dispatch_async(queue, ^{/* 读取163784-24575字节*/});
dispatch_async(queue, ^{/* 读取24576-32767字节*/});
dispatch_async(queue, ^{/* 读取32768-40959字节*/});
dispatch_async(queue, ^{/* 读取40960-49151字节*/});
dispatch_async(queue, ^{/* 读取49152-57343字节*/});
dispatch_async(queue, ^{/* 读取57344-65535字节*/});
// 实例代码如下
dispatch_queue_t pipe_q = dispatch_queue_create("PipQ", NULL);
dispatch_io_t pipe_channel = dispatch_io_create(DISPATCH_IO_STREAM, fd, pip_q, &(int err){
close(fd);
});
*out_fd = dfpair[1];
// 设定函数一次读取的大小(分割大小）
dispatch_io_set_low_water(pipe_channel, SIZE_MAX);
dispatch_io_read(pipe_channel, 0, SIZE_MAX, pipe_q, ^{
if (0 == err) {
size_t len = dispatch_data_get_size(pipedata);
if (len > 0) {
const char *bytes = NULL;
char *encoded;
dispatch_data_t md = dispatch_data_create_map(pipedata, (const void **)&bytes, &len);
encoded = asl_core_encode_buffer(bytes, len);
asl_set((aslmsg)merged_msg, ASL_KEY_AUX_DATA, encoded);
free(encoded);
_asl_send_message(NULL, merged_msg, -1, NULL);
_asl_msg_release(merged_msg);
dispatch_release(md);
}
}
if (done) {
dispatch_semaphore_signal(sem);
dispatch_release(pipe_channel);
dispatch_release(pipe_q);
}
});