光速道路：iOS多线程之『GCD』详尽总结

古城微笑少年丶 2023-10-13 08:58 8阅读 0赞

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在我们的编程旅程中，多线程是一个必不可少的环节。Grand Central Dispatch（GCD）是苹果为iOS提供的一套强大的多线程编程接口，可以让我们以极高的效率处理并发任务。本文将为你展现GCD的魅力，并通过代码和实例进行详细的解析。

**1. GCD的理解与适用场景**

GCD是基于C语言的一套库，利用了操作系统的内核来执行并发操作。GCD在处理大量并发任务，如网络请求、图片加载等时有着出色的性能。

**2. GCD的基本使用**

GCD的基本使用包括了同步执行（sync）、异步执行（async）、串行队列（Serial Dispatch Queue）和并行队列（Concurrent Dispatch Queue）。

**2.1 同步执行与异步执行**

// 同步执行
    DispatchQueue.main.sync {
       // do something
    }
    // 异步执行
    DispatchQueue.main.async {
       // do something
    }

**2.2 串行队列与并行队列**

// 串行队列
    let serialQueue = DispatchQueue(label: "com.example.serialQueue")
    // 并行队列
    let concurrentQueue = DispatchQueue(label: "com.example.concurrentQueue", attributes: .concurrent)

**3. GCD的高级用法**

GCD的高级用法包括了延迟执行、一次性执行、调度组、信号量等。

**3.1 延迟执行**

let delay = DispatchTimeInterval.seconds(2)
    DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: .now() + delay) {
      // do something
    }

**3.2 一次性执行**

DispatchQueue.once(token: "com.example.onceToken") {
       // do something
    }

**3.3 调度组**

let group = DispatchGroup()
    group.enter()
    doSomethingAsync { result in
       // do something with result
       group.leave()
    }
    group.notify(queue: .main) {
       // do something after all tasks are completed
    }

**3.4 信号量**

let semaphore = DispatchSemaphore(value: 0)
    doSomethingAsync { result in
      // do something with result
      semaphore.signal()
    }
    semaphore.wait()

**实战案例：图片下载**

在开发中，我们常常需要在后台下载图片。通过GCD，我们可以轻松实现这个功能：

1.  **创建并行队列**：我们首先创建一个并行队列来执行下载任务。

1.  **异步执行下载任务**：然后，我们将下载任务异步添加到并行队列中。

1.  **在主队列中更新UI**：当下载完成后，我们在主队列中更新UI。

let concurrentQueue = DispatchQueue(label: "com.example.concurrentQueue", attributes: .concurrent)
    concurrentQueue.async {
       let imageData = downloadImage()
       DispatchQueue.main.async {
           imageView.image = UIImage(data: imageData)
       }
    }

这就是G CD在iOS中的基本运用。你看，像巴洛克音乐般和谐的线程调度在你的掌控下流畅进行，就如同指挥家挥舞着指挥棒，优雅而有力。

**4. 避免常见的GCD问题**

*  虽然GCD强大易用，但如果使用不当，仍然可能会导致各种问题，比如死锁。

*  死锁通常发生在同步执行的任务中。例如，下面的代码会导致死锁：

DispatchQueue.main.sync {
       // do something
    }

为什么会导致死锁呢？这是因为我们试图在主队列中同步执行一个任务，但主队列已经在执行一个任务（也就是我们的代码本身），因此我们的任务会被阻塞，导致死锁。

**5. 优化GCD的使用**

虽然GCD已经非常强大，但我们仍然可以通过一些方式来优化我们的代码：

1.  **合理选择队列类型**：对于不需要并行执行的任务，使用串行队列可以避免不必要的上下文切换开销。

1.  **避免在主队列中执行耗时任务**：主队列负责UI的更新，如果在主队列中执行耗时任务，会导致UI变得不流畅。

1.  **使用调度组来管理相关的任务**：如果有一组相关的任务，我们可以使用调度组来管理它们，使我们的代码更加清晰。

在编程的旅程中，GCD是我们的得力助手，它帮助我们有效地管理线程，使我们的应用运行得更加流畅。借助GCD，我们可以创造出更加强大、高效的应用。因此，让我们一起，更好地使用GCD，给用户带来更好的体验！