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iOS-图文表并茂,手把手教你GCD

前言

对初学者来说,GCD似乎是一道迈不过去的坎,很多人在同步、异步、串行、并行和死锁这几个名词的漩涡中渐渐放弃治疗。本文将使用图文表并茂的方式给大家形象地解释其中的原理和规律。

线程、任务和队列的概念

iOS-图文表并茂,手把手教你GCD

异步、同步 & 并行、串行的特点

iOS-图文表并茂,手把手教你GCD

一条重要的准则

一般来说,我们使用GCD的最大目的是在新的线程中同时执行多个任务,这意味着我们需要两项条件:

  • 能开启新的线程

  • 任务可以同时执行

  • 结合以上两个条件,也就等价“开启新线程的能力 + 任务同步执行的权利”,只有在满足能力与权利这两个条件的前提下,我们才可以在同时执行多个任务。

所有组合的特点

iOS-图文表并茂,手把手教你GCD

(一)异步执行 + 并行队列

实现代码:

//异步执行 + 并行队列
- (void)asyncConcurrent{
    //创建一个并行队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("标识符", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

    NSLog(@"---start---");

    //使用异步函数封装三个任务
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任务1---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任务2---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任务3---%@", [NSThread currentThread]);
    });

    NSLog(@"---end---");
}

打印结果:

---start---
  ---end---
  任务3---{number = 5, name = (null)}
  任务2---{number = 4, name = (null)}
  任务1---{number = 3, name = (null)}

解释

  • 异步执行意味着

    • 可以开启新的线程

    • 任务可以先绕过不执行,回头再来执行

  • 并行队列意味着

    • 任务之间不需要排队,且具有同时被执行的“权利”

  • 两者组合后的结果

    • 开了三个新线程

    • 函数在执行时,先打印了start和end,再回头执行这三个任务

    • 这三个任务是同时执行的,没有先后,所以打印结果是“任务3–>任务2–>任务1”

步骤图

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(二)异步执行 + 串行队列

实现代码:

//异步执行 + 串行队列
- (void)asyncSerial{
    //创建一个串行队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("标识符", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

    NSLog(@"---start---");
    //使用异步函数封装三个任务
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任务1---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任务2---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任务3---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"---end---");
}

打印结果:

 ---start---
 ---end---
任务1---{number = 3, name = (null)}
任务2---{number = 3, name = (null)}
任务3---{number = 3, name = (null)}

解释

  • 异步执行意味着

    • 可以开启新的线程

    • 任务可以先绕过不执行,回头再来执行

  • 串行队列意味着

    • 任务必须按添加进队列的顺序挨个执行

  • 两者组合后的结果

    • 开了一个新的子线程

    • 函数在执行时,先打印了start和end,再回头执行这三个任务

    • 这三个任务是按顺序执行的,所以打印结果是“任务1–>任务2–>任务3”

步骤图

iOS-图文表并茂,手把手教你GCD

(三)同步执行 + 并行队列

实现代码:

//同步执行 + 并行队列
- (void)syncConcurrent{
    //创建一个并行队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("标识符", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

    NSLog(@"---start---");
    //使用同步函数封装三个任务
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任务1---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任务2---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任务3---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"---end---");
}

打印结果:

---start---
  任务1---{number = 1, name = main}
  任务2---{number = 1, name = main}
  任务3---{number = 1, name = main}
  ---end---

解释

  • 同步执行执行意味着

    • 不能开启新的线程

    • 任务创建后必须执行完才能往下走

  • 并行队列意味着

    • 任务必须按添加进队列的顺序挨个执行

  • 两者组合后的结果

    • 所有任务都只能在主线程中执行

    • 函数在执行时,必须按照代码的书写顺序一行一行地执行完才能继续

  • 注意事项

    • 在这里即便是并行队列,任务可以同时执行,但是由于只存在一个主线程,所以没法把任务分发到不同的线程去同步处理,其结果就是只能在主线程里按顺序挨个挨个执行了

步骤图

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(四)同步执行+ 串行队列

实现代码:

- (void)syncSerial{
    //创建一个串行队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("标识符", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

    NSLog(@"---start---");
    //使用异步函数封装三个任务
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任务1---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任务2---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任务3---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"---end---");
}

打印结果:

  ---start---
  任务1---{number = 1, name = main}
  任务2---{number = 1, name = main}
  任务3---{number = 1, name = main}
  ---end---

解释

  • 这里的执行原理和步骤图跟“同步执行+并发队列”是一样的,只要是同步执行就没法开启新的线程,所以多个任务之间也一样只能按顺序来执行,

(五)异步执行+主队列

实现代码:

- (void)asyncMain{
    //获取主队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

    NSLog(@"---start---");
    //使用异步函数封装三个任务
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任务1---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任务2---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"任务3---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"---end---");
}

打印结果:

  ---start---
  ---end---
  任务1---{number = 1, name = main}
  任务2---{number = 1, name = main}
  任务3---{number = 1, name = main}

解释

  • 异步执行意味着

    • 可以开启新的线程

    • 任务可以先绕过不执行,回头再来执行

  • 主队列跟串行队列的区别

    • 队列中的任务一样要按顺序执行

    • 主队列中的任务必须在主线程中执行,不允许在子线程中执行

  • 以上条件组合后得出结果:

    • 所有任务都可以先跳过,之后再来“按顺序”执行

步骤图

iOS-图文表并茂,手把手教你GCD

(六)同步执行+主队列(死锁)

实现代码:

- (void)syncMain{
    //获取主队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

    NSLog(@"---start---");
    //使用同步函数封装三个任务
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任务1---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任务2---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"任务3---%@", [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"---end---");
}

打印结果:

  ---start---

解释

  • 主队列中的任务必须按顺序挨个执行

  • 任务1要等主线程有空的时候(即主队列中的所有任务执行完)才能执行

  • 主线程要执行完“打印end”的任务后才有空

  • “任务1”和“打印end”两个任务互相等待,造成死锁

步骤图

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写在结尾的话

以上就是我对GCD的基础知识和几种组合的理解,如果觉得我的博客写得还可以,欢迎关注我的博客,本人将长期为大家推出高质量的技术博客。当然,如果觉得我哪里理解有错的,也可以留下你的评论。

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