iOS并发编程（GCD）学习笔记

dispatch queue对应并发和异步处理
dispatch source对应系统IO事件通知处理

 Grand Central Dispatch(GCD):系统管理线程,你不需要编写线 程代码。只需定义想要执行的任务,然后添加到适当的 dispatch
queue。GCD 会负责创建线程和调度你的任务。系统直接提供线 程管理,比应用实现更加高效。

 Operation Queue:Objective-C 对象,类似于 dispatch
queue。你 定义想要执行的任务,并添加任务到 operation queue,后者负责 调度和执行这些任务。和 GCD 一样,Operation Queue 也管理了
线程,更加高效。

所有 operation objects 都支持以下关键特性:

 支持建立基于图的operation objects依赖。可以阻止某个operation 运行,直到它依赖的所有 operation 都已经完成。

 支持可选的 completion block,在 operation 的主任务完成后调用。

 支持应用使用 KVO 通知来监控 operation 的执行状态。

 支持 operation 优先级,从而影响相对的执行顺序

 支持取消,允许你中止正在执行的任务

当一个 operation 对象依赖的所有其它对象都已经执行完成,该 operation 就变成准备执行状态(如果你自定义了 isReady 方法,则由你的方法确定是否准备好运行)。
对于添加到 queue 的 Operations,执行顺序首先由已入队列的 operations 是否准备好,然后再根据所有 operations 的相对优先级确定。是否准备好由对象的依赖关系确定,优先级等级则是 operation 对象本身的一个属性。

dispatch queue 是类似于对象的结构体,管理你提交给它的任务,而且都是 先进先出的数据结构。因此 queue 中的任务总是以添加的顺序开始执行。GCD
提供了几种 dispatch queues,不过你也自己创建。

类型	描述
串行	也称为 private dispatch queue,每次只执行一个任务,按任务 添加顺序执行。当前正在执行的任务在独立的线程中运行(不 同任务的线程可能不同),dispatch queue 管理了这些线程。 通常串行 queue 主要用于对特定资源的同步访问。 你可以创建任意数量的串行 queues,虽然每个 queue 本身每 次只能执行一个任务,但是各个 queue 之间是并发执行的。
并发	也称为 global dispatch queue,可以并发执行一个或多个任务 但是任务仍然是以添加到 queue 的顺序启动。每个任务运行 于独立的线程中,dispatch queue 管理所有线程。同时运行的 任务数量随时都会变化,而且依赖于系统条件。 你不能创建并发 dispatch queues。相反应用只能使用三个已 经定义好的全局并发 queues。
Main dispatch queue	全局可用的串行 queue,在应用主线程中执行任务。这个 queue 与应用的 run loop 交叉执行。由于它运行在应用的主线程,main queue 通常用于应用的关键同步点。 虽然你不需要创建 main dispatch queue,但你必须确保应用 适当地回收

dispatch queues 的几个关键点:

 dispatch queues 相对其它 dispatch
queues 并发地执行任务,串行化任务只 能在同一个 dispatch queue 中实现。

 系统决定了同时能够执行的任务数量,应用在 100 个不同的 queues 中启
动 100 个任务,并不表示 100 个任务全部都在并发地执行(除非系统拥有 100 或更多个核)

 系统在选择执行哪个任务时,会考虑 queue 的优先级。

 queue中的任务必须在任何时候都准备好运行,注意这点和Operation对

象不同。
 private dispatch queue 是引用计数的对象。你的代码中需要 retain 这些queue,另外
dispatch source 也可能添加到一个 queue,从而增加 retain 的计数。因此你必须确保所有 dispatch
source 都被取消,而且适当地调用 release。
(虽然 dispatch queue 是引用计数的对象,但你不需要 retain 和 release 全局并
发 queue。因为这些 queue 对应用是全局的,retain 和 release 调用会被忽略。你也不需要存储这三个 queue 的引用,每次都直接调
用 dispatch_get_global_queue 获得 queue 就行了.)你不需要 retain 或 release 全局 dispatch
queue,包括全局并发 dispatch queue 和 main dispatch queue。

GCD 不支持垃圾收集模型来回收内存。

循环迭代：
如果每次迭代执行的任务与其它迭代独立无关,而且循环迭代执行顺序也无关紧要的话,可以调用dispatch_apply 或 dispatch_apply_f 函数来替换循环。 这两个函数为每次循环迭代将指定的 block 或函数提交到 queue。当
dispatch 到 并发 queue 时,就有可能同时执行多个循环迭代。

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。这两个函数还会阻塞当前线程

暂停：
使用dispatch_suspend 函 数挂起一个 dispatch queue;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 之间生效。挂起一个 queue 不会
导致正在执行的 block 停止。

Dispatch Queue和线程安全性

 Dispatch queue 本身是线程安全的。换句话说,你可以在应用的任意线程 中提交任务到 dispatch
queue,不需要使用锁或其它同步机制。
 不要在执行任务代码中调用 dispatch_sync 函数调度相同的 queue,这样 做会死锁这个 queue。如果你需要
dispatch 到当前 queue,需要使用 dispatch_async 函数异步调度
 避免在提交到 dispatch queue 的任务中获得锁,虽然在任务中使用锁是安
全的,但在请求锁时,如果锁不可用,可能会完全阻塞串行 queue。类似 的,并发 queue 等待锁也可能阻止其它任务的执行。如果代码需要同步,
就使用串行 dispatch queue。
 虽然可以获得运行任务的底层线程的信息,最好不要这样做。

从描述符中读写数据

读写数据时,你总是应该配置描述符使用非阻塞操作,虽然你可以使

用 dispatch_source_get_data 函数查看当前有多少数据可读（或可用空间可写）,但在你调用它和实 际读取数据之间,可用的数据数量可能会发生变化。如果底层文件被截断,或发
生网络错误,从描述符中读取会阻塞当前线程,停止在事件处理器中间并阻止 dispatch queue 去执行其它任务。对于串行 queue,这样还可能会死锁,即使是 并发 queue,也会减少
queue 能够执行的任务数

监测信号

如果你只是想信号到达时得到通知, 并不想实际地处理该信号,可以使用信号 dispatch source 来异步处理信号。
信号 dispatch source 不能替代 sigaction 函数提供的同步信号处理机制。同步
信号处理器可以捕获一个信号,并阻止它中止应用。而信号 dispatch source 只允 许你监测信号的到达。此外,你不能使用信号 dispatch source 获取所有类型的信
号,如 SIGILL, SIGBUS, SIGSEGV 信号。

使用 dispatch queue 执行的 block 对象不能调用以下函数:

pthread_detach
pthread_cancel

pthread_join

pthread_kill

pthread_exit

任务运行时修改线程状态是可以的,但你必须还原线程原来的状态。 只要你记得还原线程的状态,下面函数是安全的:

pthread_setcancelstate
pthread_setcanceltype
pthread_setschedparam
pthread_sigmask
pthread_setspecific

特定 block 的执行线程可能在多次调用间会发生变化,因此应用不应 该依赖于以下函数返回的信息:

pthread_self
pthread_getschedparam
pthread_get_stacksize_np
pthread_get_stackaddr_np
pthread_mach_thread_np
pthread_from_mach_thread_np
pthread_getspecific

Block 必须捕获和禁止任何语言级的异常,Block 执行期间的其它错 误也应该由 block 处理,或者通知应用。