iOS 多執行緒：『GCD』詳盡總結

阿新 • • 發佈：2019-01-10

本文用來介紹 iOS 多執行緒中 GCD 的相關知識以及使用方法。這大概是史上最詳細、清晰的關於 GCD 的詳細講解+總結的文章了。通過本文，您將瞭解到：
1. GCD 簡介
2. GCD 任務和佇列
3. GCD 的使用步驟
4. GCD 的基本使用（6種不同組合區別）
5. GCD 執行緒間的通訊
6. GCD 的其他方法（柵欄方法：dispatch_barrier_async、延時執行方法：dispatch_after、一次性程式碼（只執行一次）：dispatch_once、快速迭代方法：dispatch_apply、佇列組：dispatch_group、訊號量：dispatch_semaphore）

文中 Demo 我已放在了 Github 上，Demo 連結：傳送門

1. GCD 簡介

什麼是 GCD 呢？我們先來看看百度百科的解釋簡單瞭解下概念

Grand Central Dispatch(GCD) 是 Apple 開發的一個多核程式設計的較新的解決方法。它主要用於優化應用程式以支援多核處理器以及其他對稱多處理系統。它是一個線上程池模式的基礎上執行的併發任務。在 Mac OS X 10.6 雪豹中首次推出，也可在 iOS 4 及以上版本使用。

為什麼要用 GCD 呢？

因為 GCD 有很多好處啊，具體如下：

GCD 可用於多核的並行運算

GCD 會自動利用更多的 CPU 核心（比如雙核、四核）
GCD 會自動管理執行緒的生命週期（建立執行緒、排程任務、銷燬執行緒）
程式設計師只需要告訴 GCD 想要執行什麼任務，不需要編寫任何執行緒管理程式碼

2. GCD 任務和佇列

學習 GCD 之前，先來了解 GCD 中兩個核心概念：任務和佇列。

任務：就是執行操作的意思，換句話說就是你線上程中執行的那段程式碼。在 GCD 中是放在 block 中的。執行任務有兩種方式：同步執行（sync）和非同步執行（async）。兩者的主要區別是：是否等待佇列的任務執行結束，以及是否具備開啟新執行緒的能力。

同步執行（sync）：
- 同步新增任務到指定的佇列中，在新增的任務執行結束之前，會一直等待，直到佇列裡面的任務完成之後再繼續執行。
- 只能在當前執行緒中執行任務，不具備開啟新執行緒的能力。
非同步執行（async）：
- 非同步新增任務到指定的佇列中，它不會做任何等待，可以繼續執行任務。
- 可以在新的執行緒中執行任務，具備開啟新執行緒的能力。

舉個簡單例子：你要打電話給小明和小白。
同步執行就是，你打電話給小明的時候，不能同時打給小白，等到給小明打完了，才能打給小白（等待任務執行結束）。而且只能用當前的電話（不具備開啟新執行緒的能力）。
而非同步執行就是，你打電話給小明的時候，不等和小明通話結束，還能直接給小白打電話，不用等著和小明通話結束再打（不用等待任務執行結束）。除了當前電話，你還可以使用其他所能使用的電話（具備開啟新執行緒的能力）。

注意：非同步執行（async）雖然具有開啟新執行緒的能力，但是並不一定開啟新執行緒。這跟任務所指定的佇列型別有關（下面會講）。

佇列（Dispatch Queue）：這裡的佇列指執行任務的等待佇列，即用來存放任務的佇列。佇列是一種特殊的線性表，採用 FIFO（先進先出）的原則，即新任務總是被插入到佇列的末尾，而讀取任務的時候總是從佇列的頭部開始讀取。每讀取一個任務，則從佇列中釋放一個任務。佇列的結構可參考下圖：

佇列(Dispatch Queue).png

在 GCD 中有兩種佇列：序列佇列和併發佇列。兩者都符合 FIFO（先進先出）的原則。兩者的主要區別是：執行順序不同，以及開啟執行緒數不同。

序列佇列（Serial Dispatch Queue）：
- 每次只有一個任務被執行。讓任務一個接著一個地執行。（只開啟一個執行緒，一個任務執行完畢後，再執行下一個任務）
併發佇列（Concurrent Dispatch Queue）：
- 可以讓多個任務併發（同時）執行。（可以開啟多個執行緒，並且同時執行任務）

注意：併發佇列的併發功能只有在非同步（dispatch_async）函式下才有效

兩者具體區別如下兩圖所示。

序列佇列.png

併發佇列.png

3. GCD 的使用步驟

GCD 的使用步驟其實很簡單，只有兩步。

建立一個佇列（序列佇列或併發佇列）
將任務追加到任務的等待佇列中，然後系統就會根據任務型別執行任務（同步執行或非同步執行）

下邊來看看佇列的建立方法/獲取方法，以及任務的建立方法。

3.1 佇列的建立方法/獲取方法

可以使用dispatch_queue_create來建立佇列，需要傳入兩個引數，第一個引數表示佇列的唯一識別符號，用於 DEBUG，可為空，Dispatch Queue 的名稱推薦使用應用程式 ID 這種逆序全程域名；第二個引數用來識別是序列佇列還是併發佇列。DISPATCH_QUEUE_SERIAL 表示序列佇列，DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT 表示併發佇列。

// 序列佇列的建立方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
// 併發佇列的建立方法
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

對於序列佇列，GCD 提供了的一種特殊的序列佇列：主佇列（Main Dispatch Queue）。
- 所有放在主佇列中的任務，都會放到主執行緒中執行。
- 可使用dispatch_get_main_queue()獲得主佇列。

// 主佇列的獲取方法

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

對於併發佇列，GCD 預設提供了全域性併發佇列（Global Dispatch Queue）。
- 可以使用dispatch_get_global_queue來獲取。需要傳入兩個引數。第一個引數表示佇列優先順序，一般用DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT。第二個引數暫時沒用，用0即可。

// 全域性併發佇列的獲取方法

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

3.2 任務的建立方法

GCD 提供了同步執行任務的建立方法dispatch_sync和非同步執行任務建立方法dispatch_async。

// 同步執行任務建立方法
dispatch_sync(queue, ^{
    // 這裡放同步執行任務程式碼
});
// 非同步執行任務建立方法
dispatch_async(queue, ^{
    // 這裡放非同步執行任務程式碼
});

雖然使用 GCD 只需兩步，但是既然我們有兩種佇列（序列佇列/併發佇列），兩種任務執行方式（同步執行/非同步執行），那麼我們就有了四種不同的組合方式。這四種不同的組合方式是：

同步執行 + 併發佇列
非同步執行 + 併發佇列
同步執行 + 序列佇列
非同步執行 + 序列佇列

實際上，剛才還說了兩種特殊佇列：全域性併發佇列、主佇列。全域性併發佇列可以作為普通併發佇列來使用。但是主佇列因為有點特殊，所以我們就又多了兩種組合方式。這樣就有六種不同的組合方式了。

同步執行 + 主佇列
非同步執行 + 主佇列

那麼這幾種不同組合方式各有什麼區別呢，這裡為了方便，先上結果，再來講解。你可以直接查看錶格結果，然後跳過 4. GCD的基本使用 。

區別	併發佇列	序列佇列	主佇列
同步(sync)	沒有開啟新執行緒，序列執行任務	沒有開啟新執行緒，序列執行任務	主執行緒呼叫：死鎖卡住不執行其他執行緒呼叫：沒有開啟新執行緒，序列執行任務
非同步(async)	有開啟新執行緒，併發執行任務	有開啟新執行緒(1條)，序列執行任務	沒有開啟新執行緒，序列執行任務

下邊我們來分別講講這幾種不同的組合方式的使用方法。

4.1 同步執行 + 併發佇列

在當前執行緒中執行任務，不會開啟新執行緒，執行完一個任務，再執行下一個任務。

/**
 * 同步執行 + 併發佇列
 * 特點：在當前執行緒中執行任務，不會開啟新執行緒，執行完一個任務，再執行下一個任務。
 */
- (void)syncConcurrent {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 列印當前執行緒
    NSLog(@"syncConcurrent---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任務1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 列印當前執行緒
        }
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任務2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 列印當前執行緒
        }
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任務3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 列印當前執行緒
        }
    });
    
    NSLog(@"syncConcurrent---end");
}

輸出結果：
2018-02-23 20:34:55.095932+0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] currentThread---<NSThread: 0x60400006bbc0>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:34:55.096086+0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] syncConcurrent---begin
2018-02-23 20:34:57.097589+0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] 1---<NSThread: 0x60400006bbc0>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:34:59.099100+0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] 1---<NSThread: 0x60400006bbc0>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:35:01.099843+0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] 2---<NSThread: 0x60400006bbc0>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:35:03.101171+0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] 2---<NSThread: 0x60400006bbc0>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:35:05.101750+0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] 3---<NSThread: 0x60400006bbc0>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:35:07.102414+0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] 3---<NSThread: 0x60400006bbc0>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:35:07.102575+0800 YSC-GCD-demo[19892:4996930] syncConcurrent---end

從同步執行 + 併發佇列中可看到：

所有任務都是在當前執行緒（主執行緒）中執行的，沒有開啟新的執行緒（同步執行不具備開啟新執行緒的能力）。
所有任務都在列印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之間執行的（同步任務需要等待佇列的任務執行結束）。
任務按順序執行的。按順序執行的原因：雖然併發佇列可以開啟多個執行緒，並且同時執行多個任務。但是因為本身不能建立新執行緒，只有當前執行緒這一個執行緒（同步任務不具備開啟新執行緒的能力），所以也就不存在併發。而且當前執行緒只有等待當前佇列中正在執行的任務執行完畢之後，才能繼續接著執行下面的操作（同步任務需要等待佇列的任務執行結束）。所以任務只能一個接一個按順序執行，不能同時被執行。

4.2 非同步執行 + 併發佇列

可以開啟多個執行緒，任務交替（同時）執行。

/**
 * 非同步執行 + 併發佇列
 * 特點：可以開啟多個執行緒，任務交替（同時）執行。
 */
- (void)asyncConcurrent {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 列印當前執行緒
    NSLog(@"asyncConcurrent---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 列印當前執行緒
        }
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 列印當前執行緒
        }
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 列印當前執行緒
        }
    });
    
    NSLog(@"asyncConcurrent---end");
}

輸出結果：
2018-02-23 20:36:41.769269+0800 YSC-GCD-demo[19929:5005237] currentThread---<NSThread: 0x604000062d80>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:36:41.769496+0800 YSC-GCD-demo[19929:5005237] asyncConcurrent---begin
2018-02-23 20:36:41.769725+0800 YSC-GCD-demo[19929:5005237] asyncConcurrent---end
2018-02-23 20:36:43.774442+0800 YSC-GCD-demo[19929:5005566] 2---<NSThread: 0x604000266f00>{number = 5, name = (null)}
2018-02-23 20:36:43.774440+0800 YSC-GCD-demo[19929:5005567] 3---<NSThread: 0x60000026f200>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:36:43.774440+0800 YSC-GCD-demo[19929:5005565] 1---<NSThread: 0x600000264800>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:36:45.779286+0800 YSC-GCD-demo[19929:5005567] 3---<NSThread: 0x60000026f200>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:36:45.779302+0800 YSC-GCD-demo[19929:5005565] 1---<NSThread: 0x600000264800>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:36:45.779286+0800 YSC-GCD-demo[19929:5005566] 2---<NSThread: 0x604000266f00>{number = 5, name = (null)}

在非同步執行 + 併發佇列中可以看出：

除了當前執行緒（主執行緒），系統又開啟了3個執行緒，並且任務是交替/同時執行的。（非同步執行具備開啟新執行緒的能力。且併發佇列可開啟多個執行緒，同時執行多個任務）。
所有任務是在列印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之後才執行的。說明當前執行緒沒有等待，而是直接開啟了新執行緒，在新執行緒中執行任務（非同步執行不做等待，可以繼續執行任務）。

接下來再來講講序列佇列的兩種執行方式。

4.3 同步執行 + 序列佇列

不會開啟新執行緒，在當前執行緒執行任務。任務是序列的，執行完一個任務，再執行下一個任務。

/**
 * 同步執行 + 序列佇列
 * 特點：不會開啟新執行緒，在當前執行緒執行任務。任務是序列的，執行完一個任務，再執行下一個任務。
 */
- (void)syncSerial {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 列印當前執行緒
    NSLog(@"syncSerial---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任務1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 列印當前執行緒
        }
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任務2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 列印當前執行緒
        }
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任務3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 列印當前執行緒
        }
    });
    
    NSLog(@"syncSerial---end");
}

輸出結果為：
2018-02-23 20:39:37.876811+0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] currentThread---<NSThread: 0x604000079400>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:37.876998+0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] syncSerial---begin
2018-02-23 20:39:39.878316+0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] 1---<NSThread: 0x604000079400>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:41.879829+0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] 1---<NSThread: 0x604000079400>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:43.880660+0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] 2---<NSThread: 0x604000079400>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:45.881265+0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] 2---<NSThread: 0x604000079400>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:47.882257+0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] 3---<NSThread: 0x604000079400>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:49.883008+0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] 3---<NSThread: 0x604000079400>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:39:49.883253+0800 YSC-GCD-demo[19975:5017162] syncSerial---end

在同步執行 + 序列佇列可以看到：

所有任務都是在當前執行緒（主執行緒）中執行的，並沒有開啟新的執行緒（同步執行不具備開啟新執行緒的能力）。
所有任務都在列印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之間執行（同步任務需要等待佇列的任務執行結束）。
任務是按順序執行的（序列佇列每次只有一個任務被執行，任務一個接一個按順序執行）。

4.4 非同步執行 + 序列佇列

會開啟新執行緒，但是因為任務是序列的，執行完一個任務，再執行下一個任務

/**
 * 非同步執行 + 序列佇列
 * 特點：會開啟新執行緒，但是因為任務是序列的，執行完一個任務，再執行下一個任務。
 */
- (void)asyncSerial {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 列印當前執行緒
    NSLog(@"asyncSerial---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 列印當前執行緒
        }
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 列印當前執行緒
        }
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 列印當前執行緒
        }
    });
    
    NSLog(@"asyncSerial---end");
}

輸出結果為：
2018-02-23 20:41:17.029999+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024757] currentThread---<NSThread: 0x604000070440>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:41:17.030212+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024757] asyncSerial---begin
2018-02-23 20:41:17.030364+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024757] asyncSerial---end
2018-02-23 20:41:19.035379+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 1---<NSThread: 0x60000026e100>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:41:21.037140+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 1---<NSThread: 0x60000026e100>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:41:23.042220+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 2---<NSThread: 0x60000026e100>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:41:25.042971+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 2---<NSThread: 0x60000026e100>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:41:27.047690+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 3---<NSThread: 0x60000026e100>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:41:29.052327+0800 YSC-GCD-demo[20008:5024950] 3---<NSThread: 0x60000026e100>{number = 3, name = (null)}

在非同步執行 + 序列佇列可以看到：

開啟了一條新執行緒（非同步執行具備開啟新執行緒的能力，序列佇列只開啟一個執行緒）。
所有任務是在列印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之後才開始執行的（非同步執行不會做任何等待，可以繼續執行任務）。
任務是按順序執行的（序列佇列每次只有一個任務被執行，任務一個接一個按順序執行）。

下邊講講剛才我們提到過的特殊佇列：主佇列。

主佇列：GCD自帶的一種特殊的序列佇列
- 所有放在主佇列中的任務，都會放到主執行緒中執行
- 可使用dispatch_get_main_queue()獲得主佇列

我們再來看看主佇列的兩種組合方式。

4.5 同步執行 + 主佇列

同步執行 + 主佇列在不同執行緒中呼叫結果也是不一樣，在主執行緒中呼叫會出現死鎖，而在其他執行緒中則不會。

4.5.1 在主執行緒中呼叫`同步執行 + 主佇列`

互相等待卡住不可行

/**
 * 同步執行 + 主佇列
 * 特點(主執行緒呼叫)：互等卡主不執行。
 * 特點(其他執行緒呼叫)：不會開啟新執行緒，執行完一個任務，再執行下一個任務。
 */
- (void)syncMain {
    
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 列印當前執行緒
    NSLog(@"syncMain---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任務1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 列印當前執行緒
        }
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任務2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 列印當前執行緒
        }
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任務3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 列印當前執行緒
        }
    });
    
    NSLog(@"syncMain---end");
}

輸出結果
2018-02-23 20:42:36.842892+0800 YSC-GCD-demo[20041:5030982] currentThread---<NSThread: 0x600000078a00>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:42:36.843050+0800 YSC-GCD-demo[20041:5030982] syncMain---begin
(lldb)

在同步執行 + 主佇列可以驚奇的發現：

在主執行緒中使用同步執行 + 主佇列，追加到主執行緒的任務1、任務2、任務3都不再執行了，而且syncMain---end也沒有列印，在XCode 9上還會報崩潰。這是為什麼呢？

這是因為我們在主執行緒中執行syncMain方法，相當於把syncMain任務放到了主執行緒的佇列中。而同步執行會等待當前佇列中的任務執行完畢，才會接著執行。那麼當我們把任務1追加到主佇列中，任務1就在等待主執行緒處理完syncMain任務。而syncMain任務需要等待任務1執行完畢，才能接著執行。

那麼，現在的情況就是 syncMain 任務和任務1都在等對方執行完畢。這樣大家互相等待，所以就卡住了，所以我們的任務執行不了，而且syncMain---end也沒有列印。

4.5.2 在其他執行緒中呼叫`同步執行 + 主佇列`

不會開啟新執行緒，執行完一個任務，再執行下一個任務

// 使用 NSThread 的 detachNewThreadSelector 方法會建立執行緒，並自動啟動執行緒執行
selector 任務
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(syncMain) toTarget:self withObject:nil];

輸出結果：
2018-02-23 20:44:19.377321+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040347] currentThread---<NSThread: 0x600000272fc0>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:44:19.377494+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040347] syncMain---begin
2018-02-23 20:44:21.384716+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 1---<NSThread: 0x60000006c900>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:44:23.386091+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 1---<NSThread: 0x60000006c900>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:44:25.387687+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 2---<NSThread: 0x60000006c900>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:44:27.388648+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 2---<NSThread: 0x60000006c900>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:44:29.390459+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 3---<NSThread: 0x60000006c900>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:44:31.391965+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040132] 3---<NSThread: 0x60000006c900>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:44:31.392513+0800 YSC-GCD-demo[20083:5040347] syncMain---end

在其他執行緒中使用同步執行 + 主佇列可看到：

所有任務都是在主執行緒（非當前執行緒）中執行的，沒有開啟新的執行緒（所有放在主佇列中的任務，都會放到主執行緒中執行）。
所有任務都在列印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之間執行（同步任務需要等待佇列的任務執行結束）。
任務是按順序執行的（主佇列是序列佇列，每次只有一個任務被執行，任務一個接一個按順序執行）。

為什麼現在就不會卡住了呢？
因為 syncMain 任務放到了其他執行緒裡，而任務1、任務2、任務3都在追加到主佇列中，這三個任務都會在主執行緒中執行。syncMain 任務在其他執行緒中執行到追加任務1到主佇列中，因為主佇列現在沒有正在執行的任務，所以，會直接執行主佇列的任務1，等任務1執行完畢，再接著執行任務2、任務3。所以這裡不會卡住執行緒。

4.6 非同步執行 + 主佇列

只在主執行緒中執行任務，執行完一個任務，再執行下一個任務。

/**
 * 非同步執行 + 主佇列
 * 特點：只在主執行緒中執行任務，執行完一個任務，再執行下一個任務
 */
- (void)asyncMain {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 列印當前執行緒
    NSLog(@"asyncMain---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 列印當前執行緒
        }
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 列印當前執行緒
        }
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 列印當前執行緒
        }
    });
    
    NSLog(@"asyncMain---end");
}

輸出結果：
2018-02-23 20:45:49.981505+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] currentThread---<NSThread: 0x60000006d440>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:45:49.981935+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] asyncMain---begin
2018-02-23 20:45:49.982352+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] asyncMain---end
2018-02-23 20:45:51.991096+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 1---<NSThread: 0x60000006d440>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:45:53.991959+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 1---<NSThread: 0x60000006d440>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:45:55.992937+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 2---<NSThread: 0x60000006d440>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:45:57.993649+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 2---<NSThread: 0x60000006d440>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:45:59.994928+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 3---<NSThread: 0x60000006d440>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:46:01.995589+0800 YSC-GCD-demo[20111:5046708] 3---<NSThread: 0x60000006d440>{number = 1, name = main}

在非同步執行 + 主佇列可以看到：

所有任務都是在當前執行緒（主執行緒）中執行的，並沒有開啟新的執行緒（雖然非同步執行具備開啟執行緒的能力，但因為是主佇列，所以所有任務都在主執行緒中）。
所有任務是在列印的syncConcurrent---begin和syncConcurrent---end之後才開始執行的（非同步執行不會做任何等待，可以繼續執行任務）。
任務是按順序執行的（因為主佇列是序列佇列，每次只有一個任務被執行，任務一個接一個按順序執行）。

弄懂了難理解、繞來繞去的佇列+任務之後，我們來學習一個簡單的東西：5. GCD 執行緒間的通訊。

5. GCD 執行緒間的通訊

在iOS開發過程中，我們一般在主執行緒裡邊進行UI重新整理，例如：點選、滾動、拖拽等事件。我們通常把一些耗時的操作放在其他執行緒，比如說圖片下載、檔案上傳等耗時操作。而當我們有時候在其他執行緒完成了耗時操作時，需要回到主執行緒，那麼就用到了執行緒之間的通訊。

/**
 * 執行緒間通訊
 */
- (void)communication {
    // 獲取全域性併發佇列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); 
    // 獲取主佇列
    dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue(); 
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 非同步追加任務
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 列印當前執行緒
        }
        
        // 回到主執行緒
        dispatch_async(mainQueue, ^{
            // 追加在主執行緒中執行的任務
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 列印當前執行緒
        });
    });
}

輸出結果：
2018-02-23 20:47:03.462394+0800 YSC-GCD-demo[20154:5053282] 1---<NSThread: 0x600000271940>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:47:05.465912+0800 YSC-GCD-demo[20154:5053282] 1---<NSThread: 0x600000271940>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:47:07.466657+0800 YSC-GCD-demo[20154:5052953] 2---<NSThread: 0x60000007bf80>{number = 1, name = main}

6. GCD 的其他方法

6.1 GCD 柵欄方法：dispatch_barrier_async

我們有時需要非同步執行兩組操作，而且第一組操作執行完之後，才能開始執行第二組操作。這樣我們就需要一個相當於柵欄一樣的一個方法將兩組非同步執行的操作組給分割起來，當然這裡的操作組裡可以包含一個或多個任務。這就需要用到dispatch_barrier_async方法在兩個操作組間形成柵欄。
dispatch_barrier_async函式會等待前邊追加到併發佇列中的任務全部執行完畢之後，再將指定的任務追加到該非同步佇列中。然後在dispatch_barrier_async函式追加的任務執行完畢之後，非同步佇列才恢復為一般動作，接著追加任務到該非同步佇列並開始執行。具體如下圖所示：
```
/**
 * 柵欄方法 dispatch_barrier_async
 */
- (void)barrier {
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 列印當前執行緒
        }
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 列印當前執行緒
        }
    });
    
    dispatch_barrier_async(queue, ^{
        // 追加任務 barrier
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"barrier---%@",[NSThread currentThread]);// 列印當前執行緒
        }
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務3
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 列印當前執行緒
        }
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任務4
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"4---%@",[NSThread currentThread]);      // 列印當前執行緒
        }
    });
}
```
輸出結果：
2018-02-23 20:48:18.297745+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] 1---<NSThread: 0x600000079d80>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:48:18.297745+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059273] 2---<NSThread: 0x600000079e00>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:48:20.301139+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] 1---<NSThread: 0x600000079d80>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:48:20.301139+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059273] 2---<NSThread: 0x600000079e00>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:48:22.306290+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] barrier---<NSThread: 0x600000079d80>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:48:24.311655+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] barrier---<NSThread: 0x600000079d80>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:48:26.316943+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059273] 4---<NSThread: 0x600000079e00>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:48:26.316956+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] 3---<NSThread: 0x600000079d80>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 20:48:28.320660+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059273] 4---<NSThread: 0x600000079e00>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 20:48:28.320649+0800 YSC-GCD-demo[20188:5059274] 3---<NSThread: 0x600000079d80>{number = 4, name = (null)}

在dispatch_barrier_async執行結果中可以看出：
- 在執行完柵欄前面的操作之後，才執行柵欄操作，最後再執行柵欄後邊的操作。
6.2 GCD 延時執行方法：dispatch_after

我們經常會遇到這樣的需求：在指定時間（例如3秒）之後執行某個任務。可以用 GCD 的dispatch_after函式來實現。
需要注意的是：dispatch_after函式並不是在指定時間之後才開始執行處理，而是在指定時間之後將任務追加到主佇列中。嚴格來說，這個時間並不是絕對準確的，但想要大致延遲執行任務，dispatch_after函式是很有效的。
```
/**
 * 延時執行方法 dispatch_after
 */
- (void)after {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 列印當前執行緒
    NSLog(@"asyncMain---begin");
    
    dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        // 2.0秒後非同步追加任務程式碼到主佇列，並開始執行
        NSLog(@"after---%@",[NSThread currentThread]);  // 列印當前執行緒
    });
}
```
輸出結果：
2018-02-23 20:53:08.713784+0800 YSC-GCD-demo[20282:5080295] currentThread---<NSThread: 0x60000006ee00>{number = 1, name = main}
2018-02-23 20:53:08.713962+0800 YSC-GCD-demo[20282:5080295] asyncMain---begin
2018-02-23 20:53:10.714283+0800 YSC-GCD-demo[20282:5080295] after---<NSThread: 0x60000006ee00>{number = 1, name = main} 可以看出：在列印 asyncMain---begin 之後大約 2.0 秒的時間，列印了 after---<NSThread: 0x60000006ee00>{number = 1, name = main}

6.3 GCD 一次性程式碼（只執行一次）：dispatch_once

我們在建立單例、或者有整個程式執行過程中只執行一次的程式碼時，我們就用到了 GCD 的 dispatch_once 函式。使用
dispatch_once 函式能保證某段程式碼在程式執行過程中只被執行1次，並且即使在多執行緒的環境下，dispatch_once也可以保證執行緒安全。

/**
 * 一次性程式碼（只執行一次）dispatch_once
 */
- (void)once {
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        // 只執行1次的程式碼(這裡面預設是執行緒安全的)
    });
}

6.4 GCD 快速迭代方法：dispatch_apply

通常我們會用 for 迴圈遍歷，但是 GCD 給我們提供了快速迭代的函式dispatch_apply。dispatch_apply按照指定的次數將指定的任務追加到指定的佇列中，並等待全部佇列執行結束。

如果是在序列佇列中使用 dispatch_apply，那麼就和 for 迴圈一樣，按順序同步執行。可這樣就體現不出快速迭代的意義了。
我們可以利用併發佇列進行非同步執行。比如說遍歷 0~5 這6個數字，for 迴圈的做法是每次取出一個元素，逐個遍歷。dispatch_apply 可以在多個執行緒中同時（非同步）遍歷多個數字。
還有一點，無論是在序列佇列，還是非同步佇列中，dispatch_apply 都會等待全部任務執行完畢，這點就像是同步操作，也像是佇列組中的 dispatch_group_wait方法。

/**
 * 快速迭代方法 dispatch_apply
 */
- (void)apply {
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    
    NSLog(@"apply---begin");
    dispatch_apply(6, queue, ^(size_t index) {
        NSLog(@"%zd---%@",index, [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"apply---end");
}

輸出結果：
2018-02-23 22:03:18.475499+0800 YSC-GCD-demo[20470:5176805] apply---begin
2018-02-23 22:03:18.476672+0800 YSC-GCD-demo[20470:5177035] 1---<NSThread: 0x60000027b8c0>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:03:18.476693+0800 YSC-GCD-demo[20470:5176805] 0---<NSThread: 0x604000070640>{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:03:18.476704+0800 YSC-GCD-demo[20470:5177037] 2---<NSThread: 0x604000276800>{number = 4, name = (null)}
2018-02-23 22:03:18.476735+0800 YSC-GCD-demo[20470:5177036] 3---<NSThread: 0x60000027b800>{number = 5, name = (null)}
2018-02-23 22:03:18.476867+0800 YSC-GCD-demo[20470:5177035] 4---<NSThread: 0x60000027b8c0>{number = 3, name = (null)}
2018-02-23 22:03:18.476867+0800 YSC-GCD-demo[20470:5176805] 5---<NSThread: 0x604000070640>{number = 1, name = main}
2018-02-23 22:03:18.477038+0800 YSC-GCD-demo[20470:5176805] apply---end
因為是在併發佇列中非同步執行任務，所以各個任務的執行時間長短不定，最後結束順序也不定。但是 apply---end一定在最後執行。這是因為 dispatch_apply函式會等待全部任務執行完畢。

6.5 GCD 佇列組：dispatch_group

有時候我們會有這樣的需求：分別非同步執行2個耗時任務，然後當2個耗時任務都執行完畢後再回到主執行緒執行任務。這時候我們可以用到 GCD 的佇列組。

呼叫佇列組的 dispatch_group_async 先把任務放到佇列中，然後將佇列放入佇列組中。或者使用佇列組的 dispatch_group_enter、dispatch_group_leave 組合來實現 dispatch_group_async。
呼叫佇列組的 dispatch_group_notify 回到指定執行緒執行任務。或者使用 dispatch_group_wait 回到當前執行緒繼續向下執行（會阻塞當前執行緒）。

6.5.1 dispatch_group_notify

監聽 group 中任務的完成狀態，當所有的任務都執行完成後，追加任務到 group 中，並執行任務。

/**
 * 佇列組 dispatch_group_notify
 */
- (void)groupNotify {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 列印當前執行緒
    NSLog(@"group---begin");
    
    dispatch_group_t group =  dispatch_group_create();
    
    dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        // 追加任務1
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 列印當前執行緒
        }
    });
    
    dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        // 追加任務2
        for (int i = 0; i < 2; ++i) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模擬耗時操作
            NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 列印當前執行緒
        }
    });
    
    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        // 等前面的非同步任務1、任務2都執行完畢後，回到主執行緒執行下邊任務
        for (int i = 0; i <