本文翻译自 Why GCD，个人觉得写得很不错，准备翻译一遍，查了一下却发现已经有前辈翻译过了，不过还是自己自动翻译了一遍，在不改变原意的前提下，做了一些修改，加入一些自己的理解。翻译有参考这篇 【译】为什么要用GCD? (Why GCD?)(侵删)。
这是 GCD 系列 文章的第一篇。
选择 GCD 直接的说：是为了更好的并发任务。
在过去的十几年里，CPU 的速度提升遇到了瓶颈。为了能够获得更好的性能，CPU 厂商不断的给自己的机器增加处理器的核数。
问题是，如果单纯的增加处理器的核数，而不知道如何让程序去利用也是徒劳。
并行处理的目的是为了能在同一时刻执行多个任务。然而实现起来比较困难，但是使用 GCD 可以比较容易的实现。
你不需要去编写一大段的代码来实现并发，只要使用 GCD，你就可以完成执行网络请求的同时不阻塞 UI 线程。这个过程涉及到任务在内核处理器之间的分发，都有 GCD 的底层替我们完成了。
在开始使用 GCD 前，我们先来看一个例子。
线程(Threads)
传统的并行执行方式是使用 Threads。一个多核的计算机，每新建一个线程就会分配给不同的处理器来并行的执行。
在单核的计算机中，内核处理器可以分割时间片，轮询执行所有的线程。在轮询速度非常快的情况下，就会给人一种任务在并行执行的感觉。
但是使用线程同时会有一些缺陷。在线程中数据读写是一个挑战，传递和控制线程之间的信号很难实现。即使可以解决高并发的任务，你也很难计算需要创建多少个线程。
因为创建或者销毁线程也需要一定的开销，一种解决方案是使用线程池，预创建一堆线程。不过，就需要你维护线程池，这也将增加你代码的复杂度。
同步(Synchronization)
当你并发多个线程的时候，你定会遇到它们同时在一个类里面执行的情况，这种情况被称为：竞态条件（race conditions），它的执行的结果会取决于线程执行的先后顺序。
这里有一个数据竞争的例子关于"银行账户的问题"。
@interface BankAccount: NSObject
@property (nonatomic, assign) double balance;
@end
// ...
// Create an account holding $100
BankAccount *account = [[BankAccount alloc] init];
account.balance = 100;
// ...
// Thread 1 - withdraw $10
void thread1() {
double balance = account.balance;
account.balance = balance - 10;
}
// ...
// Thread 2 - accrue 10% interest
void thread2() {
double balance = account.balance;
account.balance = balance * 1.10;
}
// account.balance = ?
账户最终的余额将取决于线程执行这块代码的顺序（这些线程是同时开始执行的）。
假设只有上面的这些代码，多线程执行会有几种可能？它们的值是多少？
竞态条件也可能在单核机器中发生。
这类问题的常用解决方法是采用对象同步，其中包括：
- 信号量 - 只允许限定的资源被占用，其他线程需要等待。
- 互斥锁 - 在同一时刻只允许一个线程执行。当一个线程加了互斥锁，其他线程必须等待。
- 条件变量 - 线程必须等待条件变为
true才能执行。
队列，队列，队列(Queues, queues, queues)
GCD 解决了线程管理和和同步的问题，并且把线程抽象到一个新的概念：队列。
简单来说，串行队列是串行执行任务的数据结构。一个程序可以创建多个队列，并且这些队列相互独立，加入每个队列的任务会按顺序的执行。
相比于线程，队列有明显的优势。首先，系统库会帮我们管理线程，队列在需要的时候把任务分配给线程，线程在不使用的时候会自动被销毁。其次，在每隔一段时间，系统库会根据我们需要执行的任务，为我们创建恰当数量的线程。最后，队列只在需要的时候才会去创建线程，开销低。因此一个应用程序可以有几十个队列而不会是资源耗尽。
简单的说：队列给你线程所有的功能，却不需要管理线程。
GCD 中有三种类型的队列：
- 串行队列 - 同一时刻只执行一个任务，按顺序的进入队列。必须等一个任务执行结束下一个任务才能开始。
- 并行队列 - 开始执行按顺序入队列的任务，不需要等待前面的任务直接结束就可以开始。
- 主队列 - 在主线程中预先创建的串行队列。这个队列会同 NSRunLoop 进行交互。你的程序都是从这个队列开始执行的。
Blocks
使用队列，你需要先将任务（Blocks ）入队列。
你可以使用函数调用的方式入队列，但是这一系列的文章将会专注于基于 block 的 API。
Blocks 是一个可以捕获上下文的代码块。这里是一个例子：
#import <Foundation/Foundation.h>
typedef void(^Block)();
Block printer(NSString *string) {
return ^{
NSLog(@"%@", string);
};
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
Block a = printer(@"Hello");
Block b = printer(@"World");
a(); // prints "Hello"
b(); // prints "World"
a(); // prints "Hello" again
}
return 0;
}
上面的例子中，printer() 函数中的 Block 捕获一个 string 类型的变量，返回一个 Block。捕获的变量会在 Block 执行被使用。
Hello， Dispatch World！
我们已经拥有了使用 GCD 打印一句 Hello World 的所有条件。这里就是：
#import <Foundation/Foundation.h>
int main() {
// Enqueue two blocks on the main queue.
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"Hello");
});
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"World");
});
// Nothing is printed yet because we are also running in the main queue.
dispatch_main(); // Print "Hello" "World".
return -1; // Never called.
}
让我们来这些代码是如何运行的：
调用 dispatch_asyn() 告诉 GCD 把任务入队列，不用等待结果返回继续执行。例子中，在主队列中调用了两次 dispatch_asyn() 入主队列。
需要注意的是，提交任务到主队列的代码，没有立即执行，是因为提交操作是在主队列中进行的。需要等到 main() 函数执行「结束」时才开始执行提交的任务。
当调用 dispatch_main() 的时候， 将会阻塞 main() 函数，并开始执行其他入队列的任务。先执行打印 Hello，等完成之后接着执行打印 World。
如果你的程序使用 Foundation 框架，最好使用 [[NSRunLoop currentRunloop] run] 代替 dispatch_main()。因为后者不支持 run loop source 比如 NSTimer。
当主队列执行完毕，dispatch_main() 会被闲置，程序并不会终止。如果你想让你的程序运行完之后就终止。你可以在队列中调用 exit(0)，动手试试吧。
恭喜，你已经写下了你的第一个 GCD 程序，在下一篇中，我们将讨论一下如何以同步的方式使用队列。
