GCD学习之队列和任务

队列与任务

任务task

就是需要执行的操作，是GCD中放在block中，需要在线程中执行的那段代码。

执行方式，有两种：

同步执行
- 把任务同步添加到指定的队列中。在队列中，之前的任务执行结束之前会一直等待，直到队列里面的任务完成之后，再去执行其他的任务
- 同步执行的任务只能在当前线程中执行，不具备开启新线程的能力。
- 函数：dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, DISPATCH_NOESCAPE dispatch_block_t block);
```
// 同步执行任务的创建
  dispatch_sync(queue, ^{
   // 同步执行的任务代码

  });
```
异步执行
- 异步添加任务到指定的队列中，不需要理会队列中其他的任务。这种任务无需做任何的等待，添加到队列就会立即执行。
- 异步执行可以在新的线程中执行，具备开启新的线程的能力。
- 函数：dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
```
 // 异步执行任务的创建
   dispatch_async(queue, ^{
    // 异步执行的任务代码
   });
```

队列

是指执行任务的等待队列，是用来存放任务的，队列分为“串行队列”和“并发队列”。队列采用“先进先出”的原则，即新任务总是被出入到队列的末尾，而读取任务的时候总是从队列的头部开始。串行队列和并发队列都遵循这个原则。

队列的分类

串行队列（serial）
- 只开启一个线程
- 一次只有一个任务被执行
- 一个任务执行完成后，再去执行下一个任务
- 多个串行队列之间是按照并发队列的形式进行执行
并发队列（concurrent）
- 可以开启多个线程
- 多个任务可以同时执行

队列的类型以及获取相应的队列

主队列（Main Dispatch Queue）

专门负责调度主线程的任务，没有办法开辟新的线程。在主队列的任务，无论是同步任务还是异步任务，都不会开启新的线程。
主线程只能过去，不能创建。获取方法：dispatch_queue_main_t dispatch_get_main_queue(void)
```
  //获取主队列
  dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();        
```
主队列是一种串行队列。
主队列与主线程的关系
- 主队列的任务一定在主线程中执行
- 主线程可以执行主队列以外的其他队列的任务
所有追加到主队列的操作都会在runloop中执行.

全局并发队列（Global Dispatch Queue

是一种并发队列，有系统提供，方便开发人员编程使用，可以不用创建直接使用。
并发的执行多个任务，但是任务的执行顺序是随机的
获取方法：dispatch_queue_global_t dispatch_get_global_queue(intptr_t identifier, uintptr_t flags);
- 参数1: 长整型参数intptr_t identifier，表示队列的优先级或者Qos的值
- 参数2: 长整型参数uintptr_t flags，传0就可以。
```
 //创建全局并发队列
 dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
```

自定义队列

如果以上两种队列不能满足要求的话，可以自定义队列。
串行队列、并发队列都可以进行自定义
自定义队列可以设置队列的优先级

自定义队列需要用到的方法是：dispatch_queue_t dispatch_queue_create(const char *_Nullable label, dispatch_queue_attr_t _Nullable attr);

参数1: 队列的标识符

参数2: 一个结合了服务质量Qos级别的队列属性值，可以传以下两种类型的值

表示队列类型的值

直接传值NULL：默认创建一个串行队列

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("identifier", NULL);

DISPATCH_QUEUE_SERIAL: 创建一个串行队列

dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("identifier", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT: 创建一个并发队列

dispatch_queue_t conQueue = dispatch_queue_create("identifier", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

表示执行任务的服务质量Qos级别

使用dispatch_queue_attr_t dispatch_queue_attr_make_with_qos_class(dispatch_queue_attr_t _Nullable attr,dispatch_qos_class_t qos_class, int relative_priority);

 //设置队列的类型，设置队列的优先级
  /*
  第二个参数
  __QOS_ENUM(qos_class, unsigned int,
  QOS_CLASS_USER_INTERACTIVE  __QOS_CLASS_AVAILABLE(macos(10.10), ios(8.0)) = 0x21,
  QOS_CLASS_USER_INITIATED    __QOS_CLASS_AVAILABLE(macos(10.10), ios(8.0)) = 0x19,
  QOS_CLASS_DEFAULT           __QOS_CLASS_AVAILABLE(macos(10.10), ios(8.0)) = 0x15,
  QOS_CLASS_UTILITY           __QOS_CLASS_AVAILABLE(macos(10.10), ios(8.0)) = 0x11,
  QOS_CLASS_BACKGROUND        __QOS_CLASS_AVAILABLE(macos(10.10), ios(8.0)) = 0x09,
  QOS_CLASS_UNSPECIFIED       __QOS_CLASS_AVAILABLE(macos(10.10), ios(8.0)) = 0x00,
  );
  */
  dispatch_queue_attr_t attr = dispatch_queue_attr_make_with_qos_class(DISPATCH_QUEUE_SERIAL, QOS_CLASS_DEFAULT, -1);
  //创建队列
  dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("identifier", attr);

任务和队列的组合，对线程的影响

任务---队列---线程.png

任何和队列需要搭配使用，算上主线程的特殊情况，总共是有六种组合。

同步任务 + 并发队列

同步任务不会开启新的线程，虽然任务是在并发队列中，但是系统只会使用同步任务所在的线程，所以这种组合没有开启线程，并且任务按照串行的方式执行。

需要说明的是，这种组合是在当前线程执行任务，不一定是在主线程。

//同步任务 + 并发队列 
- (void)concurrentQueueAndSync{
   //创建并发队列
   dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("concurrentQueueAndSync", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
   //创建同步执行的任务1
   dispatch_sync(queue, ^{
     sleep(1);
      NSLog(@"任务1--同步任务 + 并发队列  -: %@",[NSThread currentThread]);
   });
     //任务2
   dispatch_sync(queue, ^{
     sleep(2);
     NSLog(@"任务2--同步任务 + 并发队列  -: %@",[NSThread currentThread]);
   });
   //任务3
   dispatch_sync(queue, ^{
     sleep(1);
     NSLog(@"任务3--同步任务 + 并发队列  -: %@",[NSThread currentThread]);
  });
   //任务4
   dispatch_sync(queue, ^{
     sleep(2);
     NSLog(@"任务4--同步任务 + 并发队列  -: %@",[NSThread currentThread]);
   });
}

打印结果为：

2022-04-01 16:28:56.369531+0800 suanfaProject[5147:205112] 任务1--同步任务 + 并发队列 -: <_NSMainThread: 0x60000012c000>{number = 1, name = main}
2022-04-01 16:28:58.370188+0800 suanfaProject[5147:205112] 任务2--同步任务 + 并发队列 -: <_NSMainThread: 0x60000012c000>{number = 1, name = main}
2022-04-01 16:28:59.371567+0800 suanfaProject[5147:205112] 任务3--同步任务 + 并发队列 -: <_NSMainThread: 0x60000012c000>{number = 1, name = main}
2022-04-01 16:29:01.373276+0800 suanfaProject[5147:205112] 任务4--同步任务 + 并发队列 -: <_NSMainThread: 0x60000012c000>{number = 1, name = main}

同步任务 + 串行队列

同步任务不会开启新的线程，而且串行队列也不会开启新的线程。所以这种组合是不会开启线程，并且所有的任务按照串行的方式，按顺序逐个完成。

需要说明的是，这种组合是在当前线程执行任务，不一定是在主线程。

 //同步任务 + 串行队列
- (void)serialQueueAndSync{
   //创建串行队列
   dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("serialQueueAndSync", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
   //开启同步执行任务1
   dispatch_sync(serialQueue, ^{
     sleep(1);
     NSLog(@"任务1--同步任务 + 串行队列 -: %@",[NSThread currentThread]);
   });
   //任务2
   dispatch_sync(serialQueue, ^{
     sleep(2);
     NSLog(@"任务2--同步任务 + 串行队列 -: %@",[NSThread currentThread]);
   });
   //任务3
   dispatch_sync(serialQueue, ^{
     sleep(1);
     NSLog(@"任务3--同步任务 + 串行队列 -: %@",[NSThread currentThread]);
   });
   //任务4
   dispatch_sync(serialQueue, ^{
     sleep(2);
     NSLog(@"任务4--同步任务 + 串行队列 -: %@",[NSThread currentThread]);
   });
}

打印结果为：

2022-04-01 16:37:14.093280+0800 suanfaProject[5295:212370] 任务1--同步任务 + 串行队列 -: <_NSMainThread: 0x600001194940>{number = 1, name = main}
2022-04-01 16:37:16.094911+0800 suanfaProject[5295:212370] 任务2--同步任务 + 串行队列 -: <_NSMainThread: 0x600001194940>{number = 1, name = main}
2022-04-01 16:37:17.095654+0800 suanfaProject[5295:212370] 任务3--同步任务 + 串行队列 -: <_NSMainThread: 0x600001194940>{number = 1, name = main}
2022-04-01 16:37:19.098231+0800 suanfaProject[5295:212370] 任务4--同步任务 + 串行队列 -: <_NSMainThread: 0x600001194940>{number = 1, name = main}

同步任务 + 主队列

介绍主队列的时候说过，主队列是没有办法开辟新的线程，无论任务是要同步执行还是异步执行，都不会开启新的线程。所以涉及到主线程的组合，是比较特殊的。

这种情况的组合，会阻塞主线程，导致程序的崩溃。究其原因是因为主线程需要等到主线程的任务完成之后，才会去执行主队列的任务。而同步任务（dispatch_sync）函数中的代码需要等到执行完成才会返回。这种情况下，双方互相等待，也就是主队列中的任务等待主线程执行完成，主队列在等待dispatch_sync函数中的任务执行完成，最终结果就是导致主线程卡住。

//同步任务 + 主线程主队列
-(void)mainQueueAndSync{
   //获取主队列
   dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();
   //创建异步任务
   dispatch_sync(mainQueue, ^{
     NSLog(@"同步任务 + 主线程主队列 -: %@",[NSThread currentThread]);
   });
}

异步任务 + 并发队列

异步任务会开启新的线程，并且并发任务也会开启新的线程。所以这种组合是多个线程并发执行任务。

//异步任务 + 并发队列
- (void)concurrentQueueAndAsync{
   NSLog(@"当前线程 -: %@",[NSThread currentThread]);
   //创建并发队列
   dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("concurrentQueueAndAsync", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
   //创建同步执行的任务1
   dispatch_async(queue, ^{
     sleep(1);
     NSLog(@"任务1--异步任务 + 并发队列 -: %@",[NSThread currentThread]);
   });
   //任务2
   dispatch_async(queue, ^{
      sleep(1);
     NSLog(@"任务2--异步任务 + 并发队列-: %@",[NSThread currentThread]);
   });
   //任务2
   dispatch_async(queue, ^{
     sleep(2);
     NSLog(@"任务3--异步任务 + 并发队列 -: %@",[NSThread currentThread]);
   });
   //任务2
   dispatch_async(queue, ^{
     sleep(1);
     NSLog(@"任务4--异步任务 + 并发队列 -: %@",[NSThread currentThread]);
   });
}

打印结果为：

2022-04-01 17:00:01.138537+0800 suanfaProject[5589:228584] 当前线程 -: <_NSMainThread: 0x6000033dc340>{number = 1, name = main}
2022-04-01 17:00:02.139603+0800 suanfaProject[5589:228706] 任务2--异步任务 + 并发队列-: <NSThread: 0x6000033d1a00>{number = 7, name = (null)}
2022-04-01 17:00:02.143847+0800 suanfaProject[5589:228709] 任务1--异步任务 + 并发队列 -: <NSThread: 0x600003394140>{number = 2, name = (null)}
2022-04-01 17:00:02.143849+0800 suanfaProject[5589:228710] 任务4--异步任务 + 并发队列 -: <NSThread: 0x6000033dd9c0>{number = 4, name = (null)}
2022-04-01 17:00:03.140795+0800 suanfaProject[5589:228708] 任务3--异步任务 + 并发队列 -: <NSThread: 0x600003393100>{number = 6, name = (null)}

异步任务 + 串行队列

异步任务会开启线程，串行队列只在新开启的线程中按照顺序执行。

//异步任务 + 串行队列
- (void)serialQueueAndAsync{
   NSLog(@"当前线程 -: %@",[NSThread currentThread]);
   //创建串行队列
   dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("serialQueueAndAsync", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
   //创建异步执行任务1
   dispatch_async(queue, ^{
     sleep(1);
     NSLog(@"任务1--异步任务 + 串行队列 -: %@",[NSThread currentThread]);
   });
   //任务2
   dispatch_async(queue, ^{
     sleep(2);
     NSLog(@"任务2--异步任务 + 串行队列 -: %@",[NSThread currentThread]);
   });
   //任务3
   dispatch_async(queue, ^{
     sleep(1);
     NSLog(@"任务3--异步任务 + 串行队列 -: %@",[NSThread currentThread]);
   });
   //任务4
    dispatch_async(queue, ^{
     sleep(2);
     NSLog(@"任务4--异步任务 + 串行队列 -: %@",[NSThread currentThread]);
   });
}

打印结果为：

2022-04-01 17:03:10.569084+0800 suanfaProject[5627:230899] 当前线程 -: <_NSMainThread: 0x600002058900>{number = 1, name = main}
2022-04-01 17:03:11.571632+0800 suanfaProject[5627:231008] 任务1--异步任务 + 串行队列 -: <NSThread: 0x600002000640>{number = 7, name = (null)}
2022-04-01 17:03:13.576875+0800 suanfaProject[5627:231008] 任务2--异步任务 + 串行队列 -: <NSThread: 0x600002000640>{number = 7, name = (null)}
2022-04-01 17:03:14.578503+0800 suanfaProject[5627:231008] 任务3--异步任务 + 串行队列 -: <NSThread: 0x600002000640>{number = 7, name = (null)}
2022-04-01 17:03:16.584066+0800 suanfaProject[5627:231008] 任务4--异步任务 + 串行队列 -: <NSThread: 0x600002000640>{number = 7, name = (null)}

异步任务 + 主队列

所以这种组合也是不开启线程，并且在主线程中按照顺序串行执行。

//异步任务 + 主队列
-(void)mainQueueAndAsync{
   //获取主队列
   dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();
     //创建异步任务
     dispatch_async(mainQueue, ^{
     sleep(1);
     NSLog(@"1--异步任务 + 主队列 -: %@",[NSThread currentThread]);
   });

   dispatch_async(mainQueue, ^{
     sleep(2);
     NSLog(@"2--异步任务 + 主队列 -: %@",[NSThread currentThread]);
   });

   dispatch_async(mainQueue, ^{
     sleep(1);
     NSLog(@"3--异步任务 + 主队列 -: %@",[NSThread currentThread]);
   });

    dispatch_async(mainQueue, ^{
     sleep(2);
     NSLog(@"4--异步任务 + 主队列 -: %@",[NSThread currentThread]);
   });

}

打印结果为：

2022-04-01 17:07:02.329970+0800 suanfaProject[5680:233053] 1--异步任务 + 主队列 -: <_NSMainThread: 0x600002ef0340>{number = 1, name = main}
2022-04-01 17:07:04.331448+0800 suanfaProject[5680:233053] 2--异步任务 + 主队列 -: <_NSMainThread: 0x600002ef0340>{number = 1, name = main}
2022-04-01 17:07:05.332954+0800 suanfaProject[5680:233053] 3--异步任务 + 主队列 -: <_NSMainThread: 0x600002ef0340>{number = 1, name = main}
2022-04-01 17:07:07.333557+0800 suanfaProject[5680:233053] 4--异步任务 + 主队列 -: <_NSMainThread: 0x600002ef0340>{number = 1, name = main}

线程间通信

在开发过程中，主线程进行UI刷新，把图片下载、大量计算、网络请求等一些耗时的操作放在其他的线程，当这些耗时的操作完成后需要将数据同步给UI，主线程刷新UI，那么就要用到线程之间的通讯。

在多个线程之前进行通信时，一定要注意线程相互等待导致的死锁、死循环等问题。

//主要是子线程中通信到主线程
-(void)commucationBetweenThreads{
   __block NSInteger value = 0;
   //创建一个并发队列或者使用global队列
   dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("concurrentQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
  //    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
  //创建异步任务
   dispatch_async(queue, ^{
     NSLog(@"任务1----thread: %@",[NSThread currentThread]);
     for (int i=0; i<5; i++) {
       value += 1;
       sleep(1);
     }
     //创建主队列
     dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();
     //创建异步任务
     dispatch_async(mainQueue, ^{
       NSLog(@"任务2----thread: %@,and value is %li",[NSThread currentThread],value);
     });
   });
}

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GCD学习之队列和任务

队列与任务

任务task

队列

队列的分类

队列的类型以及获取相应的队列

任务和队列的组合，对线程的影响

线程间通信

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