iOS的三種多執行緒技術　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

以上這三種程式設計方式從上到下，抽象度層次是從低到高的，抽象度越高的使用越簡單，也是Apple最推薦使用的，在專案中很多框架技術分別使用了不同多執行緒技術。

2.三種多執行緒技術的對比　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

什麼是GCD？

Grand Central Dispatch或者GCD，是一套低層API，提供了一種新的方法來進行併發程式編寫。從基本功能上講，GCD有點像NSOperationQueue，他們都允許程式將任務切分為多個單一任務然後提交至工作佇列來併發地或者序列地執行。GCD比之NSOpertionQueue更底層更高效，並且它不是Cocoa框架的一部分。

除了程式碼的平行執行能力，GCD還提供高度整合的事件控制系統。可以設定控制代碼來響應檔案描述符、mach ports（Mach port 用於 OS X上的程序間通訊）、程序、計時器、訊號、使用者生成事件。這些控制代碼通過GCD來併發執行。

GCD的API很大程度上基於block，當然，GCD也可以脫離block來使用，比如使用傳統c機制提供函式指標和上下文指標。實踐證明，當配合block使用時，GCD非常簡單易用且能發揮其最大能力。

你可以在Mac上敲命令“man dispatch”來獲取GCD的文件。

為何使用?

GCD提供很多超越傳統多執行緒程式設計的優勢：

1. 易用: GCD比之thread跟簡單易用。由於GCD基於work unit而非像thread那樣基於運算，所以GCD可以控制諸如等待任務結束、監視檔案描述符、週期執行程式碼以及工作掛起等任務。基於block的血統導致它能極為簡單得在不同程式碼作用域之間傳遞上下文。
2. 效率: GCD被實現得如此輕量和優雅，使得它在很多地方比之專門建立消耗資源的執行緒更實用且快速。這關係到易用性：導致GCD易用的原因有一部分在於你可以不用擔心太多的效率問題而僅僅使用它就行了。
3. 效能: GCD自動根據系統負載來增減執行緒數量，這就減少了上下文切換以及增加了計算效率。

Dispatch Objects

儘管GCD是純c語言的，但它被組建成面向物件的風格。GCD物件被稱為dispatch object。Dispatch object像Cocoa物件一樣是引用計數的。使用dispatch_release和dispatch_retain函式來操作dispatch object的引用計數來進行記憶體管理。但主意不像Cocoa物件，dispatch object並不參與垃圾回收系統，所以即使開啟了GC，你也必須手動管理GCD物件的記憶體。

Dispatch queues 和 dispatch sources（後面會介紹到）可以被掛起和恢復，可以有一個相關聯的任意上下文指標，可以有一個相關聯的任務完成觸發函式。可以查閱“man dispatch_object”來獲取這些功能的更多資訊。

Dispatch Queues

GCD的基本概念就是dispatch queue。dispatch queue是一個物件，它可以接受任務，並將任務以先到先執行的順序來執行。dispatch queue可以是併發的或序列的。併發任務會像NSOperationQueue那樣基於系統負載來合適地併發進行，序列佇列同一時間只執行單一任務。

GCD中有三種佇列型別：

1. The main queue: 與主執行緒功能相同。實際上，提交至main queue的任務會在主執行緒中執行。main queue可以呼叫dispatch_get_main_queue()來獲得。因為main queue是與主執行緒相關的，所以這是一個序列佇列。
2. Global queues: 全域性佇列是併發佇列，並由整個程序共享。程序中存在三個全域性佇列：高、中（預設）、低三個優先順序佇列。可以呼叫dispatch_get_global_queue函式傳入優先順序來訪問佇列。
3. 使用者佇列: 使用者佇列 (GCD並不這樣稱呼這種佇列, 但是沒有一個特定的名字來形容這種佇列，所以我們稱其為使用者佇列) 是用函式 dispatch_queue_create 建立的佇列. 這些佇列是序列的。正因為如此，它們可以用來完成同步機制, 有點像傳統執行緒中的mutex。

Dispatch Queues的生成可以有這幾種方式：

1. dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.dispatch.serial", DISPATCH_QUEUE_SERIAL); //生成一個序列佇列，佇列中的block按照先進先出（FIFO）的順序去執行，實際上為單執行緒執行。第一個引數是佇列的名稱，在除錯程式時會非常有用，所有儘量不要重名了。

2. dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.dispatch.concurrent", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); //生成一個併發執行佇列，block被分發到多個執行緒去執行

3. dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); //獲得程式程序預設產生的併發佇列，可設定優先順序來選擇高、中、低三個優先順序佇列。由於是系統預設生成的，所以無法呼叫dispatch_resume()和dispatch_suspend()來控制執行繼續或中斷。需要注意的是，三個佇列不代表三個執行緒，可能會有更多的執行緒。併發佇列可以根據實際情況來自動產生合理的執行緒數，也可理解為dispatch佇列實現了一個執行緒池的管理，對於程式邏輯是透明的。

官網文件解釋說共有三個併發佇列，但實際還有一個更低優先順序的佇列，設定優先順序為DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND。Xcode除錯時可以觀察到正在使用的各個dispatch佇列。

4. dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue(); //獲得主執行緒的dispatch佇列，實際是一個序列佇列。同樣無法控制主執行緒dispatch佇列的執行繼續或中斷。

接下來我們可以使用dispatch_async或dispatch_sync函式來載入需要執行的block。

dispatch_async(queue, ^{

　　//block具體程式碼

}); //非同步執行block，函式立即返回

dispatch_sync(queue, ^{

　　//block具體程式碼

}); //同步執行block，函式不返回，一直等到block執行完畢。編譯器會根據實際情況優化程式碼，所以有時候你會發現block其實還在當前執行緒上執行，並沒用產生新執行緒。

實際程式設計經驗告訴我們，儘可能避免使用dispatch_sync，巢狀使用時還容易引起程式死鎖。

如果queue1是一個序列佇列的話，這段程式碼立即產生死鎖：

   dispatch_sync(queue1, ^{

      dispatch_sync(queue1, ^{

　　　　......

　　});

　　......

　}); 

那實際運用中，一般可以用dispatch這樣來寫，常見的網路請求資料多執行緒執行模型：

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{

　　//子執行緒中開始網路請求資料

　　//更新資料模型

　　dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{

　　　　//在主執行緒中更新UI程式碼

　　});

});

程式的後臺執行和UI更新程式碼緊湊，程式碼邏輯一目瞭然。

 

dispatch佇列是執行緒安全的，可以利用序列佇列實現鎖的功能。比如多執行緒寫同一資料庫，需要保持寫入的順序和每次寫入的完整性，簡單地利用序列佇列即可實現：

dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create("com.dispatch.writedb", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

- (void)writeDB:(NSData *)data

{

　　dispatch_async(queue1, ^{

　　　　//write database

　　});

} 

下一次呼叫writeDB:必須等到上次呼叫完成後才能進行，保證writeDB:方法是執行緒安全的。 

 

dispatch佇列還實現其它一些常用函式，包括：

void dispatch_apply(size_t iterations, dispatch_queue_t queue, void (^block)(size_t)); //重複執行block，需要注意的是這個方法是同步返回，也就是說等到所有block執行完畢才返回，如需非同步返回則巢狀在dispatch_async中來使用。多個block的執行是否併發或序列執行也依賴queue的是否併發或序列。

void dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block); //這個函式可以設定同步執行的block，它會等到在它加入佇列之前的block執行完畢後，才開始執行。在它之後加入佇列的block，則等到這個block執行完畢後才開始執行。

void dispatch_barrier_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block); //同上，除了它是同步返回函式

void dispatch_after(dispatch_time_t when, dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block); //延遲執行block

最後再來看看dispatch佇列的一個很有特色的函式：

void dispatch_set_target_queue(dispatch_object_t object, dispatch_queue_t queue);

它會把需要執行的任務物件指定到不同的佇列中去處理，這個任務物件可以是dispatch佇列，也可以是dispatch源（以後博文會介紹）。而且這個過程可以是動態的，可以實現佇列的動態排程管理等等。比如說有兩個佇列dispatchA和dispatchB，這時把dispatchA指派到dispatchB：

dispatch_set_target_queue(dispatchA, dispatchB);

那麼dispatchA上還未執行的block會在dispatchB上執行。這時如果暫停dispatchA執行：

dispatch_suspend(dispatchA);

則只會暫停dispatchA上原來的block的執行，dispatchB的block則不受影響。而如果暫停dispatchB的執行，則會暫停dispatchA的執行。

參考：

http://www.dreamingwish.com/dream-2012/gcd%E4%BB%8B%E7%BB%8D%EF%BC%88%E4%B8%80%EF%BC%89-%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E6%A6%82%E5%BF%B5%E5%92%8Cdispatch-queue.html

http://www.cnblogs.com/sunfrog/p/3305614.html