一些关于GCD的笔记

1、最近在重读当年刚开始学习多线程时的笔记,发觉其中有一些地方还是比较容易模糊,于是整理这篇笔记记录一下。

执行方式和队列

2、队列用来存放管理要执行的任务,它分为并发队列(Concurrent Dispatch Queue)和串行队列(Serial Dispatch Queue):
并发队列:队列内的任务允许被分配给多条线程同时执行;
串行队列:队列内的任务只能被放在一条线程内顺序执行。

3、执行方式分为异步(Asynchronization)和同步(Synchronization):
异步:使用异步的方式执行队列内的任务时,会尽可能地多开线程去执行;
同步:使用同步的方式执行队列内的任务时,只会在当前线程中执行,不会新开线程。

4、根据上面的两个概念,我们可以组合成4种任务执行模式:
(1)、异步执行并发队列的任务;
(2)、异步执行串行队列的任务;
(3)、同步执行并发队列的任务;
(4)、同步执行串行队列的任务;

5、每一种模式会如何开线程去执行任务呢?可以依照以下这个方法来判断:

先判断执行方式,再判断队列类型。

(1)、先判断执行方式是异步还是同步:
如果是同步的话(只会在当前线程中执行,不会新开线程),那么不管队列是什么类型都一样,都只会在当前线程中执行任务。总共只有一条线程;
如果是异步的话(会尽可能地多开线程),那么无论如何异步都会先开一条新线程,然后再判断队列类型进行下一步操作:
(2)、再判断队列类型是并发还是串行:
如果队列是串行队列(队列内的任务只能被放在一条线程内顺序执行),那么队列内的所有任务就会被放在这条新开的线程内顺序执行。总共会有原线程和新开的线程两条线程;
如果队列是并行队列(队列内的任务允许被分配给多条线程同时执行),那么异步的特性就会得到充分的发挥,它会新开n条线程,同时执行队列的任务。总共会涉及到不固定的n条线程。

6、我们使用GCD来验证这4种模式执行任务的效果,并发队列使用全局并发队列,串行队列使用自定义的串行队列:
(1)、异步执行并发队列的任务。如下代码:



根据5的判断方式:执行方式是异步表示会尽量多开线程,队列类型是并发表示允许多开线程。那么执行效果应该是会有n条线程执行了队列内的任务,输出如下图:



证实了我们的判断方式。
可以注意到一点:子线程和主线程是完全分开各自执行的,主线程上的打印甚至比线程4执行的第一个任务还要快。
(2)、异步执行串行队列的任务。如下代码:

根据5的判断方式:执行方式是异步表示会尽量多开线程,队列类型是串行表示只会在一条线程内执行。那么执行效果应该是只有1条新开的线程执行了队列内的任务,输出如下图:



证实了我们的判断方式。
另外也可进一步证实我们在6(1)中的结论,子线程和主线程是完全分开各自执行的,这一次主线程的执行比子线程2的第一个任务还慢了。
(3)、同步执行并发队列的任务。如下代码:

根据5的判断方式:执行方式是同步表示只会在当前线程中执行,队列类型是什么都没有影响了。那么执行效果应该是只在主线程中执行了队列内的任务,输出如下图:

证实了我们的判断方式。
并且可以注意到,这些任务在主线程里是顺序执行的,viewDidLoad方法里的打印会被放在最后执行。
(4)、同步执行串行队列的任务。如下代码:

根据5的判断方式:执行方式是同步表示只会在当前线程中执行,队列类型是什么都没有影响了。那么执行效果应该是和6(3)一样,只在主线程中执行了队列内的任务,输出如下图:



证实了我们的判断方式。

主队列

7、主队列(Main Queue)是一种特殊的串行队列。
普通的串行队列只是要求任务必须在同一条线程中执行,并没有指定这条线程必须是哪条线程。而主队列内的特殊之处在于:队列内的任务不仅必须在同一条线程中执行,而且这条线程必须是主线程。
换而言之,<b>主队列内的任务都会被放在主线程中执行</b>。

8、那么将主队列和执行方法进行组合,也可以得到两种执行模式:
(1)、同步执行主队列的任务;
(2)、异步执行主队列的任务。

9、我们来试验这两种执行模式。
(1)、首先同步执行主队列中的任务,代码如下:



执行之后发现没有任何输出。
其实是因为这种执行模式造成死锁了。在这种情况下,主线程正在执行syncInQueue:方法,必须等待方法内的block执行完主线程才可以执行下一个任务。而方法内的block被加入了主队列,它又在等待主线程执行完syncInQueue:方法后才会被执行。两边互相等待,造成了死锁。
(2)、然后异步执行主队列的任务,代码如下:



执行后的输出如下:

在异步的情况下,block可以等syncInQueue:方法执行完才执行,就没有出现死锁的情况了。

同时可以注意到,所有的任务都是在主线程里执行的。

dispatch_once

10、我们都知道,dispatch_once能让一段代码只执行一次。但是这个“只执行一次”是指app的整个运行过程只执行一次呢?还是指dispatch_once块所属的类的每个实例只执行一次呢?
我们用以下代码来测试,建立一个DispatchOnce类,定义一个-run方法:



然后建立两个DispatchOnce对象,并各自执行-run方法:



输出结果如下:

说明,dispatch_once块的代码在app的整个运行过程中只会执行一次。

延迟执行

11、延迟n秒执行一般有两种方法,分别是:

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(n * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        //do something
});

[self performSelector:@selector(somthing) withObject:nil afterDelay:n];

除了这两种方法之外,还有一种“似乎”也能制造出延时执行效果的方法,它是:

[NSThread sleepForTimeInterval:n];

这三种方法有什么区别呢?我们分别写三段使用这三种方式做延时执行的代码:
(1)、dispatch_ after



(2)、performSelectorAfter



(3)、sleepForInterval

以上这三种方法都在延时执行的代码后,执行了一句死循环的代码。执行这三种方法的代码后,(1)和(2)没有任何输出,(3)的输出如下:

由此可以知道,dispatch_ after和performSelectorAfter这两种方法在执行了延时代码后,会继续执行后方的代码,等到延时设定的时间到了才回头执行延时代码设置的操作。所以dispatch_ after和performSelectorAfter就会先陷在死循环里,没法回头执行延时代码设置的操作了。
而sleepForIntarval方法是直接把整条线程停住了,任何代码都不往下执行了,等到延时设定的时间到了,再继续往下执行。所以它在陷入死循环之前会照顺序先把打印的代码执行了。

子线程修改UI

12、我们都知道UI只能在主线程做修改,那么如果在子线程修改UI会有什么效果呢?
我们试着执行以下代码:



正常理解,在点击屏幕后,屏幕中间的红色正方形会变成绿色的。然而发现无论怎么点,正方形都不会变色。
说明,在子线程修改UI不会有效果。

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