GCD之dispatch queue深入浅出

GCD之dispatch queue深入浅出

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iPhone

2014-01-22 18:28 1891人阅读
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iOS中多线程编程工具主要有：

NSThread
NSOperation
GCD

这三种方法都简单易用,各有千秋.但无疑GCD是最有诱惑力的,因为其本身是apple为多核的并行运算提出的解决方案.虽然当前移动平台用双核的不多,但不影响GCD作为多线程编程的利器(ipad2已经是双核了,这无疑是一个趋势).
http://www.cnblogs.com/scorpiozj/archive/2011/07/25/2116459.html
GCD是和block紧密相连的,所以最好先了解下block(可以查看这里).GCD是C
level的函数,这意味着它也提供了C的函数指针作为参数,方便了C程序员.

一、下面首先来看GCD的使用:

dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

async表明异步运行,block代表的是你要做的事情,queue则是你把任务交给谁来处理了.(除了async,还有sync,delay,本文以async为例).

之所以程序中会用到多线程是因为程序往往会需要读取数据,然后更新UI.为了良好的用户体验,读取数据的操作会倾向于在后台运行,这样以避免阻塞主线程.GCD里就有三种queue来处理.

先来介绍一下 Main queue：

　　顾名思义,运行在主线程,由dispatch_get_main_queue获得.和ui相关的就要使用Main
Queue.

[cpp] view plaincopy

//GCD下载图片刷新主界面的例子

/*

- (IBAction)touchUpInsideByThreadOne:(id)sender {

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{

NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://avatar.csdn.net/2/C/D/1_totogo2010.jpg"];

NSData * data = [[NSData alloc]initWithContentsOfURL:url];

UIImage *image = [[UIImage alloc]initWithData:data];

if (data != nil) {

dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{

self.imageView.image = image;

});

}

});

}*/

通过与线程池的配合，dispatch queue分为下面两种：而系统默认就有一个串行队列main_queue和并行队列global_queue：

Serial Dispatch Queue --
线程池只提供一个线程用来执行任务，所以后一个任务必须等到前一个任务执行结束才能开始。
Concurrent Dispatch Queue --
线程池提供多个线程来执行任务，所以可以按序启动多个任务并发执行。

而系统默认就有一个串行队列main_queue和并行队列global_queue：

[cpp] view plaincopy

dispatch_queue_t globalQ = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

dispatch_queue_t mainQ = dispatch_get_main_queue();

通常，我们可以在global_queue中做一些long-running的任务，完成后在main_queue中更新UI，避免UI阻塞，无法响应用户操作：

[cpp] view plaincopy

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{

// long-running task

dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{

// update UI

});

});

1.Serial quque(private dispatch queue)

　　每次运行一个任务,可以添加多个,执行次序FIFO.
通常是指程序员生成的,比如:

NSDate *da = [NSDate date];

NSString *daStr = [da description];

const char *queueName = [daStr UTF8String];

dispatch_queue_t myQueue = dispatch_queue_create(queueName, DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT);

下面还是下载图片例子：

[cpp] view plaincopy

- (IBAction)touchUpInsideByThreadOne:(id)sender {

NSDate *da = [NSDate date];

NSString *daStr = [da description];

const char *queueName = [daStr UTF8String];

dispatch_queue_t myQueue = dispatch_queue_create(queueName, NULL);

dispatch_async(myQueue, ^{

NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://avatar.csdn.net/2/C/D/1_totogo2010.jpg"];

NSData * data = [[NSData alloc]initWithContentsOfURL:url];

UIImage *image = [[UIImage alloc]initWithData:data];

if (data != nil) {

dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{

self.imageView.image = image;

});

}

});

dispatch_release(myQueue);

}

为了验证Serial queue的FIFO特性，写了如下的验证代码：发现的确是顺序执行的。

[cpp] view plaincopy

- (IBAction)touchUpInsideByThreadOne:(id)sender {

NSDate *da = [NSDate date];

NSString *daStr = [da description];

const char *queueName = [daStr UTF8String];

dispatch_queue_t myQueue = dispatch_queue_create(queueName, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

dispatch_async(myQueue, ^{

[NSThread sleepForTimeInterval:6];

NSLog(@"[NSThread sleepForTimeInterval:6];");

});

dispatch_async(myQueue, ^{

[NSThread sleepForTimeInterval:3];

NSLog(@"[NSThread sleepForTimeInterval:3];");

});

dispatch_async(myQueue, ^{

[NSThread sleepForTimeInterval:1];

NSLog(@"[NSThread sleepForTimeInterval:1];");

});

dispatch_release(myQueue);

}

运行结果为：

[cpp] view plaincopy

2013-07-24 16:37:14.397 NSThreadAndBlockDemo[1924:12303] [NSThread sleepForTimeInterval:6];

2013-07-24 16:37:17.399 NSThreadAndBlockDemo[1924:12303] [NSThread sleepForTimeInterval:3];

2013-07-24 16:37:18.401 NSThreadAndBlockDemo[1924:12303] [NSThread sleepForTimeInterval:1];

3. Concurrent queue(global dispatch queue):

可以同时运行多个任务,每个任务的启动时间是按照加入queue的顺序,结束的顺序依赖各自的任务.使用dispatch_get_global_queue获得.

[cpp] view plaincopy

- (IBAction)touchUpInsideByThreadOne:(id)sender {

dispatch_queue_t myQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

dispatch_async(myQueue, ^{

[NSThread sleepForTimeInterval:6];

NSLog(@"[NSThread sleepForTimeInterval:6];");

});

dispatch_async(myQueue, ^{

[NSThread sleepForTimeInterval:3];

NSLog(@"[NSThread sleepForTimeInterval:3];");

});

dispatch_async(myQueue, ^{

[NSThread sleepForTimeInterval:1];

NSLog(@"[NSThread sleepForTimeInterval:1];");

});

dispatch_release(myQueue);

}

运行的结果为：

[cpp] view plaincopy

2013-07-24 16:38:41.660 NSThreadAndBlockDemo[1944:12e03] [NSThread sleepForTimeInterval:1];

2013-07-24 16:38:43.660 NSThreadAndBlockDemo[1944:12b03] [NSThread sleepForTimeInterval:3];

2013-07-24 16:38:46.660 NSThreadAndBlockDemo[1944:12303] [NSThread sleepForTimeInterval:6];

二、dispatch_group_async的使用

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：

[cpp] view plaincopy

- (IBAction)touchUpInsideByThreadOne:(id)sender {

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, ^{

[NSThread sleepForTimeInterval:6];

NSLog(@"group1 [NSThread sleepForTimeInterval:6];");

});

dispatch_group_async(group, queue, ^{

[NSThread sleepForTimeInterval:3];

NSLog(@"group2 [NSThread sleepForTimeInterval:3];");

});

dispatch_group_async(group, queue, ^{

[NSThread sleepForTimeInterval:1];

NSLog(@"group3 [NSThread sleepForTimeInterval:1];");

});

dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{

NSLog(@"main thread.");

});

dispatch_release(group);

}

执行结果为：

[cpp] view plaincopy

2013-07-24 16:48:23.063 NSThreadAndBlockDemo[2004:12e03] group3 [NSThread sleepForTimeInterval:1];

2013-07-24 16:48:25.063 NSThreadAndBlockDemo[2004:12b03] group2 [NSThread sleepForTimeInterval:3];

2013-07-24 16:48:28.063 NSThreadAndBlockDemo[2004:12303] group1 [NSThread sleepForTimeInterval:6];

2013-07-24 16:48:28.065 NSThreadAndBlockDemo[2004:11303] main thread.

果然，dispatch_group_async只会监听最终的结果完成后，并通知main queue，那如果是我们需要顺序执行的话呢？请看下面的dispatch_barrier_async。

3、dispatch_barrier_async的使用

dispatch_barrier_async是在前面的任务执行结束后它才执行，而且它后面的任务等它执行完成之后才会执行

例子代码如下：

[cpp] view plaincopy

- (IBAction)touchUpInsideByThreadOne:(id)sender {

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("gcdtest.rongfzh.yc", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

dispatch_async(queue, ^{

[NSThread sleepForTimeInterval:3];

NSLog(@"dispatch_async1");

});

dispatch_async(queue, ^{

[NSThread sleepForTimeInterval:1];

NSLog(@"dispatch_async2");

});

dispatch_barrier_async(queue, ^{

NSLog(@"dispatch_barrier_async");

[NSThread sleepForTimeInterval:0.5];

});

dispatch_async(queue, ^{

[NSThread sleepForTimeInterval:1];

NSLog(@"dispatch_async3");

});

}

执行结果为：

[cpp] view plaincopy

2013-07-24 17:01:54.580 NSThreadAndBlockDemo[2153:12b03] dispatch_async2

2013-07-24 17:01:56.580 NSThreadAndBlockDemo[2153:12303] dispatch_async1

2013-07-24 17:01:56.580 NSThreadAndBlockDemo[2153:12303] dispatch_barrier_async

2013-07-24 17:01:58.083 NSThreadAndBlockDemo[2153:12303] dispatch_async3

如果使用dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);会发现运行结果为：

[cpp] view plaincopy

2013-07-24 17:07:17.577 NSThreadAndBlockDemo[2247:12e03] dispatch_barrier_async

2013-07-24 17:07:18.579 NSThreadAndBlockDemo[2247:15207] dispatch_async3

2013-07-24 17:07:19.578 NSThreadAndBlockDemo[2247:12b03] dispatch_async2

2013-07-24 17:07:20.577 NSThreadAndBlockDemo[2247:12303] dispatch_async1

说明dispatch_barrier_async的顺序执行还是依赖queue的类型啊，必需要queue的类型为dispatch_queue_create创建的，而且attr参数值必需是DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT类型，前面两个非dispatch_barrier_async的类型的执行是依赖其本身的执行时间的，如果attr如果是DISPATCH_QUEUE_SERIAL时，那就完全是符合Serial
queue的FIFO特征了。

4、dispatch_apply

执行某个代码片段N次。

dispatch_apply(5, globalQ, ^(size_t index) {

// 执行5次

});

5、dispatch_once

dispatch_once这个函数，它可以保证整个应用程序生命周期中某段代码只被执行一次！

[cpp] view plaincopy

static dispatch_once_t onceToken;

dispatch_once(&onceToken, ^{

// code to be executed once

});

6、dispatch_after

有时候我们需要等个几秒钟然后做个动画或者给个提示，这时候可以用dispatch_after这个函数：

[cpp] view plaincopy

double delayInSeconds = 2.0;

dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, delayInSeconds * NSEC_PER_SEC);

dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^(void){

// code to be executed on the main queue after delay

});

7、dispatch_set_target_queue

通过dispatch_set_target_queue函数可以设置一个dispatch
queue的优先级，或者指定一个dispatch source相应的事件处理提交到哪个queue上。

[cpp] view plaincopy

dispatch_set_target_queue(serialQ, globalQ);

由此可见,GCD的使用非常简单,以我的使用经验来看,以后会逐步淘汰使用NSOperation而改用GCD.

后台运行

使用block的另一个用处是可以让程序在后台较长久的运行。在以前，当app被按home键退出后，app仅有最多5秒钟的时候做一些保存或清理资源的工作。但是应用可以调用UIApplication的beginBackgroundTaskWithExpirationHandler方法，让app最多有10分钟的时间在后台长久运行。这个时间可以用来做清理本地缓存，发送统计数据等工作。

让程序在后台长久运行的示例代码如下：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

// AppDelegate.h文件 @property (assign, nonatomic) UIBackgroundTaskIdentifier backgroundUpdateTask; // AppDelegate.m文件 - (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application { [self beingBackgroundUpdateTask]; // 在这里加上你需要长久运行的代码 [self endBackgroundUpdateTask]; } - (void)beingBackgroundUpdateTask { self.backgroundUpdateTask = [[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:^{ [self endBackgroundUpdateTask]; }]; } - (void)endBackgroundUpdateTask { [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask: self.backgroundUpdateTask]; self.backgroundUpdateTask = UIBackgroundTaskInvalid; }

总结

总体来说，GCD能够极大地方便开发者进行多线程编程。大家应该尽量使用GCD来处理后台线程和UI线程的交互。