iOS多线程的初步研究--dispatch队列

GCD编程的核心就是dispatch队列,dispatch block的执行最终都会放进某个队列中去进行,它类似NSOperationQueue但更复杂也更强大,并且可以嵌套使用。所以说,结合block实现的GCD,把函数闭包(Closure)的特性发挥得淋漓尽致。

dispatch队列的生成可以有这几种方式:

  1. dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(“com.dispatch.serial”, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

    //生成一个串行队列,队列中的block按照先进先出(FIFO)的顺序去执行,实际上为单线程执行。第一个参数是队列的名称,在调试程序时会非常有用,所有尽量不要重名了。

  2. dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(“com.dispatch.concurrent”, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); //生成一个并发执行队列,block被分发到多个线程去执行
  1. dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    //获得程序进程缺省产生的并发队列,可设定优先级来选择高、中、低三个优先级队列。由于是系统默认生成的,所以无法调用dispatch_resume()和dispatch_suspend()来控制执行继续或中断。需要注意的是,三个队列不代表三个线程,可能会有更多的线程。并发队列可以根据实际情况来自动产生合理的线程数,也可理解为dispatch队列实现了一个线程池的管理,对于程序逻辑是透明的。

官网文档解释说共有三个并发队列,但实际还有一个更低优先级的队列,设置优先级为DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND。Xcode调试时可以观察到正在使用的各个dispatch队列。

  1. dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    //获得主线程的dispatch队列,实际是一个串行队列。同样无法控制主线程dispatch队列的执行继续或中断。

接下来我们可以使用dispatch_async或dispatch_sync函数来加载需要运行的block。

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dispatch_async(queue, ^{
  //block具体代码
});
//异步执行block,函数立即返回
dispatch_sync(queue, ^{
  //block具体代码
});
//同步执行block,函数不返回,一直等到block执行完毕。编译器会根据实际情况优化代码,所以有时候你会发现block其实还在当前线程上执行,并没用产生新线程。

实际编程经验告诉我们,尽可能避免使用dispatch_sync,嵌套使用时还容易引起程序死锁。

如果queue1是一个串行队列的话,这段代码立即产生死锁:

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dispatch_sync(queue1, ^{
dispatch_sync(queue1, ^{
    ......
  });
  ......
 });

不妨思考下,为什么下面代码也肯定死锁:

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dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
  ......
});

那实际运用中,一般可以用dispatch这样来写,常见的网络请求数据多线程执行模型:

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dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
  //子线程中开始网络请求数据
  //更新数据模型
  dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
    //在主线程中更新UI代码
  });
});

程序的后台运行和UI更新代码紧凑,代码逻辑一目了然。

dispatch队列是线程安全的,可以利用串行队列实现锁的功能。比如多线程写同一数据库,需要保持写入的顺序和每次写入的完整性,简单地利用串行队列即可实现:

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dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create("com.dispatch.writedb", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
- (void)writeDB:(NSData *)data
{
  dispatch_async(queue1, ^{
    //write database
  });
}

下一次调用writeDB:必须等到上次调用完成后才能进行,保证writeDB:方法是线程安全的。

dispatch队列还实现其它一些常用函数,包括:

void dispatch_apply(size_t iterations, dispatch_queue_t queue, void (^block)(size_t));

//重复执行block,需要注意的是这个方法是同步返回,也就是说等到所有block执行完毕才返回,如需异步返回则嵌套在dispatch_async中来使用。多个block的运行是否并发或串行执行也依赖queue的是否并发或串行。

void dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

//这个函数可以设置同步执行的block,它会等到在它加入队列之前的block执行完毕后,才开始执行。在它之后加入队列的block,则等到这个block执行完毕后才开始执行。

void dispatch_barrier_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

//同上,除了它是同步返回函数

void dispatch_after(dispatch_time_t when, dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);

//延迟执行block

最后再来看看dispatch队列的一个很有特色的函数:

void dispatch_set_target_queue(dispatch_object_t object, dispatch_queue_t queue);

它会把需要执行的任务对象指定到不同的队列中去处理,这个任务对象可以是dispatch队列,也可以是dispatch源(以后博文会介绍)。而且这个过程可以是动态的,可以实现队列的动态调度管理等等。比如说有两个队列dispatchA和dispatchB,这时把dispatchA指派到dispatchB:

dispatch_set_target_queue(dispatchA, dispatchB);

那么dispatchA上还未运行的block会在dispatchB上运行。这时如果暂停dispatchA运行:

dispatch_suspend(dispatchA);

则只会暂停dispatchA上原来的block的执行,dispatchB的block则不受影响。而如果暂停dispatchB的运行,则会暂停dispatchA的运行。

这里只简单举个例子,说明dispatch队列运行的灵活性,在实际应用中你会逐步发掘出它的潜力。

dispatch队列不支持cancel(取消),没有实现dispatch_cancel()函数,不像NSOperationQueue,不得不说这是个小小的缺憾。