iOS并发编程（GCD）学习笔记

女爷i 2022-06-05 08:10 180阅读 0赞

dispatch queue对应并发和异步处理

dispatch source对应系统IO事件通知处理

 Grand Central Dispatch(GCD):系统管理线程,你不需要编写线 程代码。只需定义想要执行的任务,然后添加到适当的 dispatch queue。GCD 会负责创建线程和调度你的任务。系统直接提供线 程管理,比应用实现更加高效。

  Operation Queue:Objective-C  对象,类似于  dispatch queue。你  定义想要执行的任务,并添加任务到  operation queue,后者负责  调度和执行这些任务。和  GCD  一样,Operation  Queue  也管理了 线程,更加高效。

所有  operation objects  都支持以下关键特性:

*   支持建立基于图的operation objects依赖。可以阻止某个operation 运行,直到它依赖的所有 operation 都已经完成。
 *   支持可选的 completion block,在 operation 的主任务完成后调用。
 *   支持应用使用 KVO 通知来监控 operation 的执行状态。
 *   支持 operation 优先级,从而影响相对的执行顺序
 *    
    
    
      支持取消,允许你中止正在执行的任务

当一个  operation  对象依赖的所有其它对象都已经执行完成,该  operation  就变成准备执行状态(如果你自定义了  isReady  方法,则由你的方法确定是否准备好运行)。

对于添加到  queue  的  Operations,执行顺序首先由已入队列的  operations  是否准备好,然后再根据所有  operations  的相对优先级确定。 是否准备好由对象的依赖关系确定,优先级等级则是  operation  对象本 身的一个属性。

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**dispatch queue**是类似于对象的结构体,管理你提交给它的任务,而且都是 先进先出的数据结构。因此 queue 中的任务总是以添加的顺序开始执行。GCD 提供了几种 dispatch queues,不过你也自己创建。

<table style="border-collapse:collapse">     
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="border-top-style:solid; border-right-style:solid; border-bottom-style:solid; border-left-style:solid; border-top-width:1.44pt; border-top-color:rgb(188,188,188); border-right-width:1.44pt; border-right-color:rgb(188,188,188); border-bottom-width:1.44pt; border-bottom-color:rgb(188,188,188); border-left-width:1.08pt; border-left-color:rgb(217,217,217)"> <img alt="page37image5048" width="0.720000" height="3.000000"><img alt="page37image6016" width="0.720000" height="0.720000"><img alt="page37image6712" width="0.720000" height="0.720000"><img alt="page37image7136" width="0.720000" height="0.720000"> 
    <div> 
     <p><span style="font-size:12pt; font-family:SimSun">类型</span></p> 
    </div> <img alt="page37image9208" width="0.720000" height="0.720000"><img alt="page37image9904" width="0.720000" height="0.720000"><img alt="page37image10328" width="0.720000" height="0.720000"><img alt="page37image10752" width="0.720000" height="0.720000"><img alt="page37image11448" width="0.720000" height="0.720000"><img alt="page37image11872" width="0.720000" height="0.720000"></td> 
   <td style="border-top-style:solid; border-right-style:solid; border-bottom-style:solid; border-left-style:solid; border-top-width:1.44pt; border-top-color:rgb(188,188,188); border-right-width:1.08pt; border-right-color:rgb(182,182,182); border-bottom-width:1.44pt; border-bottom-color:rgb(188,188,188); border-left-width:1.44pt; border-left-color:rgb(188,188,188)"> <img alt="page37image12744" width="0.720000" height="3.000000"><img alt="page37image13440" width="0.720000" height="0.720000"><img alt="page37image13864" width="1.080000" height="46.080000"> 
    <div> 
     <p><span style="font-size:12pt; font-family:SimSun">描述</span></p> 
    </div> <img alt="page37image15728" width="0.720000" height="0.720000"></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border-top-style:solid; border-right-style:solid; border-bottom-style:solid; border-left-style:solid; border-top-width:1.44pt; border-top-color:rgb(188,188,188); border-right-width:1.44pt; border-right-color:rgb(187,187,187); border-bottom-width:1.44pt; border-bottom-color:rgb(188,188,188); border-left-width:1.08pt; border-left-color:rgb(219,219,219)"> <p><span style="font-size:12pt; font-family:SimSun">串行</span></p> </td> 
   <td style="border-top-style:solid; border-right-style:solid; border-bottom-style:solid; border-left-style:solid; border-top-width:1.44pt; border-top-color:rgb(188,188,188); border-right-width:1.08pt; border-right-color:rgb(181,181,181); border-bottom-width:1.44pt; border-bottom-color:rgb(188,188,188); border-left-width:1.44pt; border-left-color:rgb(187,187,187)"> <img alt="page37image18344" width="1.080000" height="128.280000"> 
    <div> 
     <p><span style="font-size:12pt; font-family:SimSun">也称为&nbsp;</span><span style="font-size:12pt; font-family:Calibri">private dispatch queue,每次只执行一个任务,按任务&nbsp;</span><span style="font-size:12pt; font-family:SimSun">添加顺序执行。当前正在执行的任务在独立的线程中运行(不 同任务的线程可能不同),dispatch&nbsp;</span><span style="font-size:12pt; font-family:Calibri">queue&nbsp;</span><span style="font-size:12pt; font-family:SimSun">管理了这些线程。 通常串行&nbsp;</span><span style="font-size:12pt; font-family:Calibri">queue&nbsp;</span><span style="font-size:12pt; font-family:SimSun">主要用于对特定资源的同步访问。 你可以创建任意数量的串行&nbsp;</span><span style="font-size:12pt; font-family:Calibri">queues,虽然每个 queue&nbsp;</span><span style="font-size:12pt; font-family:SimSun">本身每 次只能执行一个任务,但是各个&nbsp;</span><span style="font-size:12pt; font-family:Calibri">queue&nbsp;</span><span style="font-size:12pt; font-family:SimSun">之间是并发执行的。</span></p> 
    </div> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border-top-style:solid; border-right-style:solid; border-bottom-style:solid; border-left-style:solid; border-top-width:1.44pt; border-top-color:rgb(188,188,188); border-right-width:1.44pt; border-right-color:rgb(187,187,187); border-bottom-width:1.44pt; border-bottom-color:rgb(188,188,188); border-left-width:1.08pt; border-left-color:rgb(219,219,219)"> <img alt="page37image20912" width="0.720000" height="0.720000"><img alt="page37image21608" width="0.720000" height="0.720000"><img alt="page37image22032" width="0.720000" height="0.720000"><img alt="page37image22728" width="0.720000" height="0.720000"><img alt="page37image23424" width="0.720000" height="0.720000"><img alt="page37image23848" width="0.720000" height="0.720000"> 
    <div> 
     <p><span style="font-size:12pt; font-family:SimSun">并发</span></p> 
    </div> </td> 
   <td style="border-top-style:solid; border-right-style:solid; border-bottom-style:solid; border-left-style:solid; border-top-width:1.44pt; border-top-color:rgb(188,188,188); border-right-width:1.08pt; border-right-color:rgb(181,181,181); border-bottom-width:1.44pt; border-bottom-color:rgb(188,188,188); border-left-width:1.44pt; border-left-color:rgb(187,187,187)"> <img alt="page37image26352" width="0.720000" height="0.720000"><img alt="page37image27320" width="0.720000" height="0.720000"><img alt="page37image27744" width="1.080000" height="127.561000"> 
    <div> 
     <p><span style="font-size:12pt; font-family:SimSun">也称为&nbsp;</span><span style="font-size:12pt; font-family:Calibri">global dispatch queue,可以并发执行一个或多个任务&nbsp;</span><span style="font-size:12pt; font-family:SimSun">但是任务仍然是以添加到&nbsp;</span><span style="font-size:12pt; font-family:Calibri">queue&nbsp;</span><span style="font-size:12pt; font-family:SimSun">的顺序启动。每个任务运行 于独立的线程中,dispatch&nbsp;</span><span style="font-size:12pt; font-family:Calibri">queue&nbsp;</span><span style="font-size:12pt; font-family:SimSun">管理所有线程。同时运行的 任务数量随时都会变化,而且依赖于系统条件。 你不能创建并发&nbsp;</span><span style="font-size:12pt; font-family:Calibri">dispatch queues。相反应用只能使用三个已&nbsp;</span><span style="font-size:12pt; font-family:SimSun">经定义好的全局并发&nbsp;</span><span style="font-size:12pt; font-family:Calibri">queues。</span></p> 
    </div> </td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="border-top-style:solid; border-right-style:solid; border-bottom-style:solid; border-left-style:solid; border-top-width:1.44pt; border-top-color:rgb(188,188,188); border-right-width:1.44pt; border-right-color:rgb(188,188,188); border-bottom-width:1.44pt; border-bottom-color:rgb(187,187,187); border-left-width:1.08pt; border-left-color:rgb(218,218,218)"> <img alt="page37image30120" width="0.720000" height="0.720000"><img alt="page37image30816" width="0.720000" height="0.720000"><img alt="page37image31240" width="0.720000" height="0.720000"><img alt="page37image31936" width="0.720000" height="0.720000"><img alt="page37image32632" width="0.720000" height="0.720000"><img alt="page37image33056" width="0.720000" height="0.720000"> 
    <div> 
     <div> 
      <br> 
     </div> 
     <div> 
      <span style="font-size:12pt; font-family:Calibri">Main dispatch</span> 
     </div> 
     <div> 
      <span style="font-family:Calibri; font-size:16px">queue</span> 
      <span style="font-size:12pt; font-family:Calibri"><br> </span> 
     </div> 
     <div> 
      <br> 
     </div> 
    </div> <img alt="page37image35272" width="0.720000" height="0.720000"><img alt="page37image35968" width="0.720000" height="0.720000"><img alt="page37image36392" width="0.720000" height="0.720000"><img alt="page37image36816" width="0.720000" height="0.720000"> 
    <div> 
     <img alt="page37image37624" width="0.720000" height="0.720000"> 
    </div> </td> 
   <td style="border-top-style:solid; border-right-style:solid; border-bottom-style:solid; border-left-style:solid; border-top-width:1.44pt; border-top-color:rgb(188,188,188); border-right-width:1.08pt; border-right-color:rgb(183,183,183); border-bottom-width:1.44pt; border-bottom-color:rgb(188,188,188); border-left-width:1.44pt; border-left-color:rgb(188,188,188)"> <img alt="page37image38256" width="0.720000" height="0.720000"><img alt="page37image38952" width="0.720000" height="0.720000"> 
    <div> 
     <p><span style="font-size:12pt; font-family:SimSun">全局可用的串行&nbsp;</span><span style="font-size:12pt; font-family:Calibri">queue,在应用主线程中执行任务。这个 queue&nbsp;</span><span style="font-size:12pt; font-family:SimSun">与应用的&nbsp;</span><span style="font-size:12pt; font-family:Calibri">run loop&nbsp;</span><span style="font-size:12pt; font-family:SimSun">交叉执行。由于它运行在应用的主</span><span style="font-size:12pt; font-family:SimSun">线程,main&nbsp;</span><span style="font-size:12pt; font-family:Calibri">queue&nbsp;</span><span style="font-size:12pt; font-family:SimSun">通常用于应用的关键同步点。 虽然你不需要创建&nbsp;</span><span style="font-size:12pt; font-family:Calibri">main dispatch queue,但你必须确保应用&nbsp;</span><span style="font-size:12pt; font-family:SimSun">适当地回收</span></p> 
     <p><span style="font-size:12pt; font-family:SimSun">&nbsp;<br> </span></p> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

dispatch queues  的几个关键点:

*   dispatch queues 相对其它 dispatch queues 并发地执行任务,串行化任务只 能在同一个 dispatch queue 中实现。
 *   系统决定了同时能够执行的任务数量,应用在 100 个不同的 queues 中启 动 100 个任务,并不表示 100 个任务全部都在并发地执行(除非系统拥有 100 或更多个核)
 *   系统在选择执行哪个任务时,会考虑 queue 的优先级。
 *   queue中的任务必须在任何时候都准备好运行,注意这点和Operation对
    
    象不同。
    
      private dispatch queue  是引用计数的对象。你的代码中需要  retain  这些 queue,另外 dispatch source  也可能添加到一个  queue,从而增加 retain  的计数。因此你必须确保所有  dispatch source  都被取消,而且适当地调用  release。
    
    (虽然  dispatch queue  是引用计数的对象,但你不需要  retain  和  release  全局并 发  queue。因为这些 queue  对应用是全局的,retain 和  release  调用会被忽略。 你也不需要存储这三个  queue  的引用,每次都直接调 用  dispatch\_get\_global\_queue  获得  queue  就行了.) 你不需要  retain  或  release  全局  dispatch queue,包括全局并发 dispatch queue  和  main dispatch queue。

GCD 不支持垃圾收集模型来回收内存。

**循环迭代：**

如果每次迭代执行的任务与其它迭代独立无关,而且循环迭代执行顺序也无关紧要的话,可以调用dispatch\_apply 或  dispatch\_apply\_f  函数来替换循环。 这两个函数为每次循环迭代将指定的  block  或函数提交到  queue。当 dispatch  到 并发  queue  时,就有可能同时执行多个循环迭代。

和普通  for  循环一样,dispatch\_apply 和  dispatch\_apply\_f  函数也是在所有迭 代完成之后才会返回。 这两个函数还会阻塞当前线程

**暂停：**

使用dispatch\_suspend 函 数挂起一个  dispatch queue;使用 dispatch\_resume  函数继续  dispatch queue。调  用  dispatch\_suspend  会增加  queue  的引用计数,调用  dispatch\_resume  则减少 queue 的引用计数。当引用计数大于 0 时,queue 就保持挂起状态。因此你必须 对应地调用 suspend 和 resume 函数。

挂起和继续是异步的,而且只在执行  block  之间生效。挂起一个  queue  不会 导致正在执行的  block  停止。

**Dispatch Queue和线程安全性**

  Dispatch queue  本身是线程安全的。换句话说,你可以在应用的任意线程 中提交任务到  dispatch queue,不需要使用锁或其它同步机制。

  不要在执行任务代码中调用  dispatch\_sync  函数调度相同的  queue,这样  做会死锁这个  queue。如果你需要 dispatch  到当前  queue,需要使 用  dispatch\_async  函数异步调度

  避免在提交到  dispatch queue  的任务中获得锁,虽然在任务中使用锁是安 全的,但在请求锁时,如果锁不可用,可能会完全阻塞串行  queue。类似  的,并发  queue  等待锁也可能阻止其它任务的执行。如果代码需要同步, 就使用串行  dispatch queue。

  虽然可以获得运行任务的底层线程的信息,最好不要这样做。

**从描述符中读写数据**

读写数据时,你总是应该配置描述符使用非阻塞操作,虽然你可以使

用  dispatch\_source\_get\_data  函数查看当前有多少数据可读（或可用空间可写）,但在你调用它和实 际读取数据之间,可用的数据数量可能会发生变化。如果底层文件被截断,或发 生网络错误,从描述符中读取会阻塞当前线程,停止在事件处理器中间并阻止  dispatch queue  去执行其它任务。对于串行  queue,这样还可能会死锁,即使是  并发  queue,也会减少 queue  能够执行的任务数

**监测信号**

如果你只是想信号到达时得到通知, 并不想实际地处理该信号,可以使用信号  dispatch source  来异步处理信号。

信号  dispatch source  不能替代  sigaction  函数提供的同步信号处理机制。同步 信号处理器可以捕获一个信号,并阻止它中止应用。而信号  dispatch source  只允 许你监测信号的到达。此外,你不能使用信号  dispatch source  获取所有类型的信 号,如  SIGILL, SIGBUS, SIGSEGV  信号。

使用 dispatch queue 执行的 block 对象不能调用以下函数:

pthread_detach
    pthread_cancel

pthread_join

pthread_kill

pthread\_exit

任务运行时修改线程状态是可以的,但你必须还原线程原来的状态。 只要你记得还原线程的状态,下面函数是安全的:

pthread\_setcancelstate

pthread\_setcanceltype

pthread\_setschedparam

pthread\_sigmask

pthread\_setspecific

特定 block 的执行线程可能在多次调用间会发生变化,因此应用不应 该依赖于以下函数返回的信息: