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完整详解GCD系列（一）dispatch_async;dispatch_sync;dispatch_async_f;dispatch_sync_f

2024-08-02 01:18:45   221人阅读

为什么要写这个系列，因为百度了一下，找了很多都是些片面的Blog，拷贝来拷贝去的，写的也很粗糙。

所以，我要写这个系列，尽量把官网文档中GCD的强大功能完整的表达出来。方便自己，也方便别人，如果发现有问题，欢迎提出


本教程的计划：在完整的看过GCD的官方文档之后，我实在想不出来如何用一篇文章详细完整的写出来如此多的功能。
所以，决定开一个专栏来写这个教程。计划8篇文章，分别介绍各种功能，每种功能会附上简单完整的示例代码。最后

的一篇文章会进行总结，总结出GCD的经典使用场景。源代码只提供Swift版本。因为要上班，计划一个月内完成。每周两篇。


GCD
全称：Grand Central Dispatch 
简介：GCD是对多线程、多核开发较完整的封装。在使用GCD的时候，系统会自动根据CPU使用情况进行调度，所以GCD是
一个简单易用，但是效果很好地多线程多核开发工具。
要注意的地方：
1、慎用fork()函数（不是十分清楚流程不要用）
2、GCD是C语言级别的API，所以不会抓到异常，在一个提交到GCD的任务完成之前，应当处理完异常。


教程一
教程一涵盖了
1、GCD全局队列的四个优先级
2、几种本文使用到的GCD类型
3、dispatch_async/dispatch_async_f
4、dispatch_sync/dispatch_sync_f


一、概念与类型
对于GCD来说，所有的执行都放到队列中(queue)，队列的特点是FIFO（先提交的先执行）。
GCD的队列分为几种，主队列（main）,全局队列(global),用户创建队列(create)
对于全局队列，默认有四个，分为四个优先级

[cpp] view plaincopy
  1. #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH         2  
  2. #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT      0  
  3. #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW          (-2)  
  4. #define DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND   INT16_MIN  



DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH :优先级最高，在default,和low之前执行
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 默认优先级，在low之前，在high之后
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW 在high和default后执行
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND:提交到这个队列的任务会在high优先级的任务和已经提交到background队列的执行完后执行。官方文档：(the queue is scheduled for execution after all high priority queues have been scheduled and the system runs items on a thread whose priority is set for background status.)


几种使用到的类型

[cpp] view plaincopy
  1. typealias dispatch_queue_t = NSObject //轻量级的用来描述执行任务的队列  
  2. typealias dispatch_block_t = () -> Void //队列执行的闭包(Objective C中的block)  


几个概念
异步 提交的任务立刻返回，在后台队列中执行
同步 提交的任务在执行完成后才会返回
并行执行（全局队列） 提交到一个队列的任务，比如提交了任务1和任务2，在任务1开始执行，并且没有执行完毕时候，任务2就可以开始执行。
串行执行（用户创建队列） 提交到一个队列中的任务，比如提交了任务1和任务2，只有任务1结束后，任务2才可执行

注意：提交到队列中的任务是串行执行，还是并行执行由队列本身决定。

二、示例详解

[plain] view plaincopy
  1. func dispatch_async(_ queue: dispatch_queue_t!,  
  2.                   _ block: dispatch_block_t!)  

参数：
queue 提交到的队列，队列的类型决定了是串行还是并行执行队列中的任务
block 执行的闭包

[plain] view plaincopy
  1. func dispatch_async_f(_ queue: dispatch_queue_t!,  
  2.                     _ context: UnsafeMutablePointer<Void>,  
  3.                     _ work: dispatch_function_t)  

参数
queue 提交到的队列，队列的类型决定了是串行还是并行执行队列中的任务
context 传递给work的参数

work 执行的函数(C语言函数)

dispatch_sync 和 dispatch_sync的参数和上述对应一致，所以不再列出

总得来说带有后缀_f(比如dispatch_sync_f，dispatch_after_f)就是提交给队列一个C语言函数，因为极少用到这种形式，这里仅给出一个简单例子，后面的涉及到_f的都略过。

1、dispatch_async/dispatch_sync
功能：提交到队列中异步/同步执行
本示例：下载一张图片，图片下载完毕后通知UI改变
注意：要改变UI必须在主队列上执行
这里用到了一个获取全局队列的函数

[plain] view plaincopy
  1. func dispatch_get_global_queue(_ identifier: Int,  
  2.                              _ flags: UInt) -> dispatch_queue_t!  

这个函数的第一个参数是队列的优先级，第二个参数尚没有意义，直接写0就可以了。

创建一个基于单页面的Swift工程，然后在ViewController.swift中，

[plain] view plaincopy
  1. class ViewController: UIViewController{    
  2.     var imageview = UIImageView(frame: CGRectMake(40,40,200,200))    
  3.     override func viewDidLoad(){    
  4.         super.viewDidLoad()    
  5.         imageview.contentMode = UIViewContentMode.ScaleAspectFit    
  6.         self.view.addSubview(imageview)    
  7.         let url = "http://f.hiphotos.baidu.com/image/pic/item/e1fe9925bc315c60191d32308fb1cb1348547760.jpg"    
  8.         let imageURL = NSURL(string:url)     
  9.     var globalQueueDefault = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0)  
  10.     dispatch_async(globalQueueDefault){  
  11.         var imageData = NSData(contentsOfURL:imageURL!)  
  12.         var image = UIImage(data:imageData!)  
  13.         if let successfulImage = image{  
  14.             sleep(2)  
  15.             dispatch_async(dispatch_get_main_queue()){  
  16.                 self.imageview.image = successfulImage  
  17.             }  
  18.         }  
  19.     }  
  20.     }    
  21.     override func didReceiveMemoryWarning(){    
  22.         super.didReceiveMemoryWarning()    
  23.     }    
  24. }    

执行，观察下效果：view立刻载入，然后过一段时间，图片下载完了，UI改变
然后，我们观察dispatch_sync
只需要修改这一行即可

[plain] view plaincopy
  1. dispatch_sync(globalQueueDefault,0){  


执行，观察下效果：view载入很慢，但是在载入的时候，图片下载完了。UI已经改变。可以打在这一行打断点，会发现异步执行会立刻返回，同步执行会等待执行结束后返回。
所以，当我们有一件非常耗时的事情，放到后台队列中去做，等做完了通知UI改变，是不会阻塞UI，降低用户体验的。


2、dispatch_async_f/dispatch_sync_f
简单的实例，把一个C函数提交给队列
首先，建立一个基于单页面的swift工程,命名为testForCSDN，然后再新建一个C语言文件，命名为hwcText->点击包括头文件->点击包含Bridging-Header.h
这样，工程里多了三个文件
hwcTest.c
hwcTest.h
testForCSDN-Bridging-Header.h
附上完整的代码
testForCSDN-Bridging-Header.h

[cpp] view plaincopy
  1. #import "hwcTest.h"  


hwcTest.h

[cpp] view plaincopy
  1. #include <stdio.h>  
  2. #include <unistd.h>  
  3. typedef void (*hwcTestForGCD)(void*);  
  4. hwcTestForGCD getFuncPointer();  


hwcTest.c

[cpp] view plaincopy
  1. #include "hwcTest.h"  
  2. void realFunction(void *input){  
  3.     for(int i = 0;i < 5;i++){  
  4.         printf("%d\n",i);  
  5.         sleep(1);  
  6.     }  
  7. }  
  8. hwcTestForGCD getFuncPointer(){  
  9.     return realFunction;  
  10. }  

ViewController.swift

[plain] view plaincopy
  1. class ViewController: UIViewController{    
  2.     var imageview = UIImageView(frame: CGRectMake(40,40,200,200))    
  3.     override func viewDidLoad(){    
  4.         super.viewDidLoad()    
  5.         var globalQueueDefault = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0)  
  6.     dispatch_async_f(globalQueueDefault,nil,getFuncPointer())  
  7.     println("dispatch is over")  
  8.     }    
  9.     override func didReceiveMemoryWarning(){    
  10.         super.didReceiveMemoryWarning()    
  11.     }    
  12. }   

然后执行，会发现输出

[plain] view plaincopy
  1. 0  
  2. dispatch is over  
  3. 1  
  4. 2  
  5. 3  
  6. 4  


然后，我们同样改成dispatch_sync后执行，发现输出

[plain] view plaincopy
  1. 0  
  2. 1  
  3. 2  
  4. 3  
  5. 4  
  6. 5  
  7. dispatch is over  

这里更能体会到了，什么是同步，什么是异步了吧。


三、理解下并行队列和串行队列
使用一或者二中的工程都可以，修改ViewController.swft中的代码就可以
这里用到了一个函数

[plain] view plaincopy
  1. func dispatch_queue_create(_ label: UnsafePointer<Int8>,  
  2.                          _ attr: dispatch_queue_attr_t!) -> dispatch_queue_t!  

参数
label String类型的队列标示符，通常取做com.companyname.productname.functionname
attr   两种类型。DISPATCH_QUEUE_SERIAL创建一个顺序执行队列， DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT创建同时执行队列


ViewController的完整代码，这里提交两个任务，通过输出来判断是并行队列，还是串行队列

[plain] view plaincopy
  1. class ViewController: UIViewController{    
  2.     var imageview = UIImageView(frame: CGRectMake(40,40,200,200))    
  3.     override func viewDidLoad(){    
  4.         super.viewDidLoad()   
  5.     dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0)){  
  6.         for var i = 0;i < 5;i++ {  
  7.             NSLog("First task:%d",i)  
  8.             sleep(1)  
  9.         }  
  10.     }  
  11.     dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0)){  
  12.         for var j = 0;j < 5;j++ {  
  13.             NSLog("Second task:%d",j)  
  14.             sleep(1)  
  15.         }  
  16.     }  
  17.     println("dispatch is over")  
  18.     }    
  19.     override func didReceiveMemoryWarning(){    
  20.         super.didReceiveMemoryWarning()    
  21.     }    
  22. }   

这里执行输出为：

[plain] view plaincopy
  1. First task:0  
  2. Second task:0  
  3. First task:1  
  4. Second task:1  
  5. First task:2  
  6. Second task:2  
  7. First task:3  
  8. Second task:3  
  9. First task:4  
  10. Second task:4  

这段代码执行时间4.03s


然后，我们使用串行执行的队列

[plain] view plaincopy
  1. class ViewController: UIViewController{    
  2.     var imageview = UIImageView(frame: CGRectMake(40,40,200,200))    
  3.     override func viewDidLoad(){    
  4.         super.viewDidLoad()  
  5.     var serialQueue =  dispatch_queue_create(label:   
  6.   
  7.   
  8. "com.test.helloHwc",attr:DISPATCH_QUEUE_SERIAL)  
  9.     dispatch_async(serialQueue){  
  10.         for var i = 0;i < 5;i++ {  
  11.             NSLog("First task:%d",i)  
  12.             sleep(1)  
  13.         }  
  14.     }  
  15.     dispatch_async(serialQueue){  
  16.         for var j = 0;j < 5;j++ {  
  17.             NSLog("Second task:%d",j)  
  18.                         sleep(1)  
  19.         }  
  20.     }  
  21.     println("dispatch is over")  
  22.     }    
  23.     override func didReceiveMemoryWarning(){    
  24.         super.didReceiveMemoryWarning()    
  25.     }    
  26. }   

这里输出为

[plain] view plaincopy
    1. First task:0  
    2. First task:1  
    3. First task:2  
    4. First task:3  
    5. First task:4  
    6. Second task:0  
    7. Second task:1  
    8. Second task:2  
    9. Second task:3  
    10. Second task:4 

完整详解GCD系列（一）dispatch_async;dispatch_sync;dispatch_async_f;dispatch_sync_f


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