iOS多線程：GCD使用介紹

背景

最近作者在進行多線程問題排查和整理時，發現了好多問題都是由于GCD的使用不規範造成的，是以在這裡主要分享GCD的使用方法，希望大家能夠在測試時更早發現問題。

GCD簡介

GCD 為蘋果推出的多核程式設計解決方案，它不僅能夠自動利用多個核心處理資料，還能夠自動管理生命周期，不需要程式猿手動管理。在日常的程式設計中十分常用。其優點如下：

GCD 任務和隊列

學習 GCD 之前，先來了解 GCD 中兩個核心概念：『任務』和『隊列』。

任務：就是執行操作的意思，換句話說就是你線上程中執行的那段代碼。在 GCD 中是放在 block 中的。執行任務有兩種方式：『同步執行』和『異步執行』。兩者的主要差別是：是否等待隊列的任務執行結束，以及是否具備開啟新線程的能力。

同步執行（sync）：
- 同步添加任務到指定的隊列中，在添加的任務執行結束之前，會一直等待，直到隊列裡面的任務完成之後再繼續執行。
- 隻能在目前線程中執行任務，不具備開啟新線程的能力。
異步執行（async）：
- 異步添加任務到指定的隊列中，它不會做任何等待，可以繼續執行任務。
- 可以在新的線程中執行任務，具備開啟新線程的能力。

隊列（Dispatch Queue）：這裡的隊列指執行任務的等待隊列，即用來存放任務的隊列。隊列是一種特殊的線性表，采用 FIFO（先進先出）的原則，即新任務總是被插入到隊列的末尾，而讀取任務的時候總是從隊列的頭部開始讀取。每讀取一個任務，則從隊列中釋放一個任務。隊列的結構可參考下圖：

在 GCD 中有兩種隊列：『串行隊列』和『并發隊列』。兩者都符合 FIFO（先進先出）的原則。兩者的主要差別是：執行順序不同，以及開啟線程數不同。

串行隊列（Serial Dispatch Queue）：
- 每次隻有一個任務被執行。讓任務一個接着一個地執行。（隻開啟一個線程，一個任務執行完畢後，再執行下一個任務）
并發隊列（Concurrent Dispatch Queue）：
- 可以讓多個任務并發（同時）執行。（可以開啟多個線程，并且同時執行任務）

兩者具體差別如下兩圖所示：

GCD 的使用步驟

GCD 的使用步驟其實很簡單，隻有兩步：

下邊來看看隊列的建立方法 / 擷取方法，以及任務的建立方法。

1. 建立隊列

可以使用 dispatch_queue_create 方法來建立隊列。該方法需要傳入兩個參數：

第一個參數表示隊列的唯一辨別符，用于 DEBUG，可為空。隊列的名稱推薦使用應用程式 ID 這種逆序全程域名。
第二個參數用來識别是串行隊列還是并發隊列。DISPATCH_QUEUE_SERIAL 表示串行隊列，DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 表示并發隊列。

// 串行隊列的建立方法

複制

2. 任務的建立方法

GCD 提供了同步執行任務的建立方法

dispatch_sync

和異步執行任務建立方法

dispatch_async

。

// 同步執行任務建立方法
dispatch_sync(queue, ^{
    // 這裡放同步執行任務代碼
});
// 異步執行任務建立方法
dispatch_async(queue, ^{
    // 這裡放異步執行任務代碼
});

複制

雖然使用 GCD 隻需兩步，但是既然我們有兩種隊列（串行隊列 / 并發隊列），兩種任務執行方式（同步執行 / 異步執行），如果目前代碼預設放在主隊列中，我們也有兩種特殊的組合方式。于是我們就有了六種不同的組合方式。這四種不同的組合方式是：

同步執行 + 并發隊列

異步執行 + 并發隊列

同步執行 + 串行隊列

異步執行 + 串行隊列

同步執行 + 主隊列

異步執行 + 主隊列

我們先來考慮最基本的使用，也就是目前線程為『主線程』的環境下，『不同隊列』+『不同任務』簡單組合使用的不同差別。暫時不考慮『隊列中嵌套隊列』的這種複雜情況。

『主線程』中，『不同隊列』+『不同任務』簡單組合的差別：

任務	并發隊列	串行隊列	主隊列
同步（sync）	沒有開啟新線程，串行執行任務	沒有開啟新線程，串行執行任務	死鎖卡住不執行
異步（async）	有開啟新線程，串行執行任務	有開啟新線程（1條），串行執行任務	沒有開啟新線程，串行執行任務

總結

GCD的使用看起來非常簡單，但是在實際使用當中必須要嚴格遵循隊列和任務的關系，以及内部資料的線程安全，防止出現機率崩潰及鎖死的情況。GCD雖然非常好用，但也意味着其産生問題時會造成更大的影響，希望大家在測試過程中重點關注。