[转]GCD使用经验与技巧浅谈

前言

Grand Central Dispatch 简称（GCD）可以说是Mac、iOS开发中的一大“利器”，是苹果公司开发的技术，以优化的应用程序支持多核心处理器和其他的对称多处理系统的系统。这建立在任务并行执行的线程池模式的基础上的。它首次发布在Mac OS X 10.6 ，iOS 4及以上也可用。

GCD的工作原理是：让程序平行排队的特定任务，根据可用的处理资源，安排他们在任何可用的处理器核心上执行任务。

一个任务可以是一个函数(function)或者是一个block。 GCD的底层依然是用线程实现，不过这样可以让程序员不用关注实现的细节。

GCD中的FIFO队列称为dispatch queue，它可以保证先进来的任务先得到执行。

dispatch_once_t必须是全局或static变量

这一条算是“老生常谈”了，但我认为还是有必要强调一次，毕竟非全局或非static的dispatch_once_t变量在使用时会导致非常不好排查的bug，正确的如下：

//静态变量，保证只有一份实例，才能确保只执行一次

static dispatch_once_t onceToken;

dispatch_once(&onceToken, ^{

//单例代码

});

其实就是保证dispatch_once_t只有一份实例。

dispatch_queue_create的第二个参数

dispatch_queue_create，创建队列用的，它的参数只有两个，原型如下：

dispatch_queue_t dispatch_queue_create ( const char *label, dispatch_queue_attr_t attr );

在网上的大部分教程里（甚至Apple自己的文档里），都是这么创建串行队列的：

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.example.MyQueue", NULL);

看，第二个参数传的是“NULL”。 但是dispatch_queue_attr_t类型是有已经定义好的常量的，所以我认为，为了更加的清晰、严谨，最好如下创建队列：

//串行队列

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.example.MyQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

//并行队列

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.example.MyQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

常量就是为了使代码更加“易懂”，更加清晰，既然有，为啥不用呢~

dispatch_after是延迟提交，不是延迟运行

先看看官方文档的说明：

Enqueue a block for execution at the specified time.

Enqueue，就是入队，指的就是将一个Block在特定的延时以后，加入到指定的队列中，不是在特定的时间后立即运行！。

看看如下代码示例：

//创建串行队列

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("me.tutuge.test.gcd", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

//立即打印一条信息

NSLog(@"Begin add block...");

//提交一个block

dispatch_async(queue, ^{

//Sleep 10秒

[NSThread sleepForTimeInterval:10];

NSLog(@"First block done...");

});

//5 秒以后提交block

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(5 * NSEC_PER_SEC)), queue, ^{

NSLog(@"After...");

});

结果如下：

2015-03-31 20:57:27.122 GCDTest[45633:1812016] Begin add block...

2015-03-31 20:57:37.127 GCDTest[45633:1812041] First block done...

2015-03-31 20:57:37.127 GCDTest[45633:1812041] After...

从结果也验证了，dispatch_after只是延时提交block，并不是延时后立即执行。所以想用dispatch_after精确控制运行状态的朋友可要注意了~

正确创建dispatch_time_t

用dispatch_after的时候就会用到dispatch_time_t变量，但是如何创建合适的时间呢？答案就是用dispatch_time函数，其原型如下：

dispatch_time_t dispatch_time ( dispatch_time_t when, int64_t delta );

第一个参数一般是DISPATCH_TIME_NOW，表示从现在开始。

那么第二个参数就是真正的延时的具体时间。

这里要特别注意的是，delta参数是“纳秒！”，就是说，延时1秒的话，delta应该是“1000000000”=。=，太长了，所以理所当然系统提供了常量，如下：

#define NSEC_PER_SEC 1000000000ull

#define USEC_PER_SEC 1000000ull

#define NSEC_PER_USEC 1000ull

关键词解释：

• NSEC：纳秒。

• USEC：微妙。

• SEC：秒

• PER：每

所以：

• NSEC_PER_SEC，每秒有多少纳秒。

• USEC_PER_SEC，每秒有多少毫秒。（注意是指在纳秒的基础上）

• NSEC_PER_USEC，每毫秒有多少纳秒。

所以，延时1秒可以写成如下几种：

dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 1 * NSEC_PER_SEC);

dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 1000 * USEC_PER_SEC);

dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, USEC_PER_SEC * NSEC_PER_USEC);

最后一个“USEC_PER_SEC * NSEC_PER_USEC”，翻译过来就是“每秒的毫秒数乘以每毫秒的纳秒数”，也就是“每秒的纳秒数”，所以，延时500毫秒之类的，也就不难了吧~

dispatch_suspend != 立即停止队列的运行

dispatch_suspend，dispatch_resume提供了“挂起、恢复”队列的功能，简单来说，就是可以暂停、恢复队列上的任务。但是这里的“挂起”，并不能保证可以立即停止队列上正在运行的block，看如下例子：

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("me.tutuge.test.gcd", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

//提交第一个block，延时5秒打印。

dispatch_async(queue, ^{

[NSThread sleepForTimeInterval:5];

NSLog(@"After 5 seconds...");

});

//提交第二个block，也是延时5秒打印

dispatch_async(queue, ^{

[NSThread sleepForTimeInterval:5];

NSLog(@"After 5 seconds again...");

});

//延时一秒

NSLog(@"sleep 1 second...");

[NSThread sleepForTimeInterval:1];

//挂起队列

NSLog(@"suspend...");

dispatch_suspend(queue);

//延时10秒

NSLog(@"sleep 10 second...");

[NSThread sleepForTimeInterval:10];

//恢复队列

NSLog(@"resume...");

dispatch_resume(queue);

运行结果如下：

2015-04-01 00:32:09.903 GCDTest[47201:1883834] sleep 1 second...

2015-04-01 00:32:10.910 GCDTest[47201:1883834] suspend...

2015-04-01 00:32:10.910 GCDTest[47201:1883834] sleep 10 second...

2015-04-01 00:32:14.908 GCDTest[47201:1883856] After 5 seconds...

2015-04-01 00:32:20.911 GCDTest[47201:1883834] resume...

2015-04-01 00:32:25.912 GCDTest[47201:1883856] After 5 seconds again...

可知，在dispatch_suspend挂起队列后，第一个block还是在运行，并且正常输出。

结合文档，我们可以得知，dispatch_suspend并不会立即暂停正在运行的block，而是在当前block执行完成后，暂停后续的block执行。

所以下次想暂停正在队列上运行的block时，还是不要用dispatch_suspend了吧~

“同步”的dispatch_apply

dispatch_apply的作用是在一个队列（串行或并行）上“运行”多次block，其实就是简化了用循环去向队列依次添加block任务。但是我个人觉得这个函数就是个“坑”，先看看如下代码运行结果：

//创建异步串行队列

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("me.tutuge.test.gcd", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

//运行block3次

dispatch_apply(3, queue, ^(size_t i) {

NSLog(@"apply loop: %zu", i);

});

//打印信息

NSLog(@"After apply");

运行的结果是：

2015-04-01 00:55:40.854 GCDTest[47402:1893289] apply loop: 0

2015-04-01 00:55:40.856 GCDTest[47402:1893289] apply loop: 1

2015-04-01 00:55:40.856 GCDTest[47402:1893289] apply loop: 2

2015-04-01 00:55:40.856 GCDTest[47402:1893289] After apply

看，明明是提交到异步的队列去运行，但是“After apply”居然在apply后打印，也就是说，dispatch_apply将外面的线程（main线程）“阻塞”了！

查看官方文档，dispatch_apply确实会“等待”其所有的循环运行完毕才往下执行=。=，看来要小心使用了。

避免死锁！

dispatch_sync导致的死锁

涉及到多线程的时候，不可避免的就会有“死锁”这个问题，在使用GCD时，往往一不小心，就可能造成死锁，看看下面的“死锁”例子：

//在main线程使用“同步”方法提交Block，必定会死锁。

dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{

NSLog(@"I am block...");

});

你可能会说，这么低级的错误，我怎么会犯，那么，看看下面的：

- (void)updateUI1 {

dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{

NSLog(@"Update ui 1");

//死锁！

[self updateUI2];

});

}

- (void)updateUI2 {

dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{

NSLog(@"Update ui 2");

});

}

在你不注意的时候，嵌套调用可能就会造成死锁！所以为了“世界和平”=。=，我们还是少用dispatch_sync吧。

dispatch_apply导致的死锁！

啥，dispatch_apply导致的死锁？。。。是的，前一节讲到，dispatch_apply会等循环执行完成，这不就差不多是阻塞了吗。看如下例子：

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("me.tutuge.test.gcd", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

dispatch_apply(3, queue, ^(size_t i) {

NSLog(@"apply loop: %zu", i);

//再来一个dispatch_apply！死锁！

dispatch_apply(3, queue, ^(size_t j) {

NSLog(@"apply loop inside %zu", j);

});

});

这端代码只会输出“apply loop: 1”。。。就没有然后了=。=

所以，一定要避免dispatch_apply的嵌套调用。

灵活使用dispatch_group

很多时候我们需要等待一系列任务（block）执行完成，然后再做一些收尾的工作。如果是有序的任务，可以分步骤完成的，直接使用串行队列就行。但是如果是一系列并行执行的任务呢？这个时候，就需要dispatch_group帮忙了~总的来说，dispatch_group的使用分如下几步：

1. 创建dispatch_group_t

2. 添加任务（block）

3. 添加结束任务（如清理操作、通知UI等）

下面着重讲讲在后面两步。

添加任务

添加任务可以分为以下两种情况：

自己创建队列：使用dispatch_group_async。

无法直接使用队列变量（如使用AFNetworking添加异步任务）：使用dispatch_group_enter，dispatch_group_leave。

自己创建队列时，当然就用dispatch_group_async函数，简单有效，简单例子如下：

//省去创建group、queue代码。。。

dispatch_group_async(group, queue, ^{

//Do you work...

});

当你无法直接使用队列变量时，就无法使用dispatch_group_async了，下面以使用AFNetworking时的情况：

AFHTTPRequestOperationManager *manager = [AFHTTPRequestOperationManager manager];

//Enter group

dispatch_group_enter(group);

[manager GET:@"http://www.baidu.com" parameters:nil success:^(AFHTTPRequestOperation *operation, id responseObject) {

//Deal with result...

//Leave group

dispatch_group_leave(group);

} failure:^(AFHTTPRequestOperation *operation, NSError *error) {

//Deal with error...

//Leave group

dispatch_group_leave(group);

}];

//More request...

使用dispatch_group_enter，dispatch_group_leave就可以方便的将一系列网络请求“打包”起来~

添加结束任务

添加结束任务也可以分为两种情况，如下：

1. 在当前线程阻塞的同步等待：dispatch_group_wait。

2. 添加一个异步执行的任务作为结束任务：dispatch_group_notify

这两个比较简单，就不再贴代码了=。=

使用dispatch_barrier_async,dispatch_barrier_sync的注意事项

dispatch_barrier_async的作用就是向某个队列插入一个block，当目前正在执行的block运行完成后，阻塞这个block后面添加的block，只运行这个block直到完成，然后再继续后续的任务，有点“唯我独尊”的感觉=。=

值得注意的是：

dispatchbarrier\(a)sync只在自己创建的并发队列上有效，在全局(Global)并发队列、串行队列上，效果跟dispatch_(a)sync效果一样。

既然在串行队列上跟dispatch_(a)sync效果一样，那就要小心别死锁！

dispatch_set_context与dispatch_set_finalizer_f的配合使用

dispatch_set_context可以为队列添加上下文数据，但是因为GCD是C语言接口形式的，所以其context参数类型是“void *”。也就是说，我们创建context时有如下几种选择：

用C语言的malloc创建context数据。

用C++的new创建类对象。

用Objective-C的对象，但是要用__bridge等关键字转为Core Foundation对象。

以上所有创建context的方法都有一个必须的要求，就是都要释放内存！，无论是用free、delete还是CF的CFRelease，我们都要确保在队列不用的时候，释放context的内存，否则就会造成内存泄露。

所以，使用dispatch_set_context的时候，最好结合dispatch_set_finalizer_f使用，为队列设置“析构函数”，在这个函数里面释放内存，大致如下：

void cleanStaff(void *context) {

//释放context的内存！

//CFRelease(context);

//free(context);

//delete context;

}

...

//在队列创建后，设置其“析构函数”

dispatch_set_finalizer_f(queue, cleanStaff);

详细用法，请看我之前写的Blog 为GCD队列绑定NSObject类型上下文数据-利用__bridge_retained(transfer)转移内存管理权

总结

其实本文更像是总结了GCD中的“坑”=。=

至于经验，总结一条，就是使用任何技术，都要研究透彻，否则后患无穷啊~

参考

• Grand Central Dispatch (GCD) Reference

• Concurrency Programming Guide

• Using Dispatch Groups to Wait for Multiple Web Services

• iOS多线程编程之Grand Central Dispatch(GCD)介绍和使用