前言:
在说GCD之前,我们先来了解下进程和线程:
进程是指在系统中能独立运行并作为资源分配的基本单位。在操作系统中引用进程,是为了多个程序能并发执行,以提高资源的利用率和系统的吞吐量。
线程是进程的基本执行单元,一个进程的所有任务都在线程中执行。在操作系统中引用线程,是为了减少程序在并发执行时所付出的时空开销,使OS具有更好的并发性。
GCD
GCD的概念
GCD全程为Grand Central Dispatch,纯C语言,提供了非常多强大的函数,是 Apple 开发的一个多核编程的较新的解决方法。
GCD的优势
•GCD 可用于多核的并行运算
•GCD 会自动利用更多的 CPU 内核(比如双核、四核)
•GCD 会自动管理线程的生命周期(创建线程、调度任务、销毁线程)
•程序员只需要告诉 GCD 想要执行什么任务,不需要编写任何线程管理代码
GCD任务
任务就是执行操作的意思,通俗来讲就是你在线程中执行的那段代码,可分为同步任务和异步任务两种,两者的主要区别就是:是否等待队列的任务执行结束,以及是否具备开启新线程的能力。
同步任务:必须等待当前语句执行完毕,才会执行下一条语句;不具备开启新线程的能力,在当前线程中完成任务;
异步任务:不用等待当前语句执行完毕,就可以执行下一条语句;具备开启新线程的能力,在其他线程中完成任务,异步就是多线程的代名词;
注:异步任务虽然具有开启新线程的能力,但是并不一定开启新线程。这跟任务所在指定的队列类型有关。
GCD队列
队列是指执行任务的等待队列,即用来存放任务的队列,可分为串行队列和并发队列,两者的主要区别就是:执行顺序不同,以及开启线程数不同。
串行队列:每次只有一个任务被执行,让任务一个接着一个地执行;只开启一个线程,一个任务执行完毕,在执行下一个任务;
并发队列:可以让多个任务同时执行;可以开启多个线程,并且同时执行任务;
注:并发队列的并发功能只有在异步任务下才有效。
GCD的使用
第一步:创建一个队列(串行队列或并发队列)
第二步:将任务追加到任务的等待队列中,然后系统就会根据任务类型执行任务(同步执行或异步执行)
•对于串行队列,GCD提供了一种特殊的串行队列:主队列(Main Dispatch Queue)。所有放在主队列的任务,都会放到主线程中执行,可使用DispatchQueue.main获取。
•对于并发队列,GCD默认提供了全局并发队列(Global Dispatch Queue)。可以使用DispatchQueue.global()来获取。
任务的创建方法
GCD提供了同步任务的创建方法sync和异步任务的创建方法async。虽然GCD的使用只有两步,但是我们又两种任务和两种队列,那么我们就有了四种不同的组合方式。这四种不同的组合方式是:
1.同步任务 + 串行队列
2.同步任务 + 并发队列
3.异步任务 + 串行队列
4.异步任务 + 并发队列
下面我们来看下他们的不同:
GCD的基本使用
同步任务 + 串行队列
不会开启新线程,在当前线程执行任务,任务是串行的,执行完一个任务,再执行下一个任务。
在同步执行 + 串行队列可以看到:
•所有任务都是在当前线程(主线程)中执行的,并没有开启新的线程(同步执行不具备开启新线程的能力)。
•所有任务都在打印的syncSerial---begin和syncSerial---end之间执行(同步任务需要等待队列的任务执行结束。
•任务是按顺序执行的(串行队列每次只有一个任务被执行,任务一个接一个按顺序执行)。
同步任务 + 并发队列
在当前线程中执行任务,不会开启新线程,执行完一个任务,再执行下一个任务。
从同步执行 + 并发队列中可看到:
•所有任务都是在当前线程(主线程)中执行的,没有开启新的线程(同步执行不具备开启新线程的能力)。
•所有任务都在打印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之间执行的(同步任务需要等待队列的任务执行结束)。
•任务按顺序执行的。按顺序执行的原因:虽然并发队列可以开启多个线程,并且同时执行多个任务。但是因为本身不能创建新线程,只有当前线程这一个线程(同步任务不具备开启新线程的能力),所以也就不存在并发。而且当前线程只有等待当前队列中正在执行的任务执行完毕之后,才能继续接着执行下面的操作(同步任务需要等待队列的任务执行结束)。所以任务只能一个接一个按顺序执行,不能同时被执行。
异步任务 + 串行队列
会开启新线程,但是因为任务是串行的,执行完一个任务,再执行下一个任务。
从异步执行 + 串行队列可以看到:
•开启了一条新线程(异步执行具备开启新线程的能力,串行队列只开启一个线程)。
•所有任务是在打印的asyncSerial---begin和asyncSerial---end之后才开始执行的(异步执行不会做任何等待,可以继续执行任务)。
•任务是按顺序执行的(串行队列每次只有一个任务被执行,任务一个接一个按顺序执行)。
异步任务 + 并发队列
可以开启多个线程,任务同时执行。
在异步执行 + 并发队列中可以看出:
•除了当前线程(主线程),系统又开启了3个线程,并且任务是同时执行的。(异步执行具备开启新线程的能力。且并发队列可开启多个线程,同时执行多个任务)。
•所有任务是在打印的asyncConcurrent---begin和asyncConcurrent---end之后才执行的。说明当前线程没有等待,而是直接开启了新线程,在新线程中执行任务(异步执行不做等待,可以继续执行任务)。
项目中常用的
延迟执行
//DispatchTime.now() 获取当前时间
DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: DispatchTime.now() + 3) {
//需要进行的操作
}
异步进行耗时操作,主线程进行用户交互以及刷新UI的操作
//开启一个全局的异步队列
DispatchQueue.global().async {
//耗时操作
DispatchQueue.main.async {
//进行UI刷新和用户交互
}
}
处理多数据请求,所有请求完毕进行UI更新
//创建工作组
let workingGroup = DispatchGroup()
//创建队列
let workingQueue = DispatchQueue(label: "requestData")
//第一个网络请求
workingGroup.enter()
workingQueue.async {
//进行数据请求1
workingGroup.leave()
}
//第二个网络请求
workingGroup.enter()
workingQueue.async {
//进行数据请求2
workingGroup.leave()
}
//请求完毕
workingGroup.notify(queue: .main) {
//进行UI的更新
}
注:数据请求返回时是异步回调,用GCD你可以确保它的调用顺序,但无法确保它的返回结果的回调顺序。