gcd学习（一）

什么是 GCD

Grand Central Dispatch (GCD) 是 Apple 开发的一个多核编程的解决方法。该方法在 Mac OS X 10.6 雪豹中首次推出，并随后被引入到了 iOS4.0 中。GCD 是一个替代诸如 NSThread, NSOperationQueue, NSInvocationOperation 等技术的很高效和强大的技术。

GCD 和 block 的配合使用，可以方便地进行多线程编程。

应用举例

让我们来看一个编程场景。我们要在 iphone 上做一个下载网页的功能，该功能非常简单，就是在 iPhone 上放置一个按钮，点击该按钮时，显示一个转动的圆圈，表示正在进行下载，下载完成之后，将内容加载到界面上的一个文本控件中。

不用 GCD 前

虽然功能简单，但是我们必须把下载过程放到后台线程中，否则会阻塞 UI 线程显示。所以，如果不用 GCD, 我们需要写如下 3 个方法：

这 3 个方法的代码如下。可以看到，虽然 开始下载 -> 下载中 -> 下载完成 这 3 个步骤是整个功能的三步。但是它们却被切分成了 3 块。他们之间因为是 3 个方法，所以还需要传递数据参数。如果是复杂的应用，数据参数很可能就不象本例子中的 NSString 那么简单了，另外，下载可能放到 Model 的类中来做，而界面的控制放到 View Controller 层来做，这使得本来就分开的代码变得更加散落。代码的可读性大大降低。

static NSOperationQueue * queue;- (IBAction)someClick:(id)sender {    self.indicator.hidden = NO;    [self.indicator startAnimating];    queue = [[NSOperationQueue alloc] init];    NSInvocationOperation * op = [[[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(download) object:nil] autorelease];    [queue addOperation:op];}- (void)download {    NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://www.youdao.com"];    NSError * error;    NSString * data = [NSString stringWithContentsOfURL:url encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];    if (data != nil) {        [self performSelectorOnMainThread:@selector(download_completed:) withObject:data waitUntilDone:NO];    } else {        NSLog(@"error when download:%@", error);        [queue release];    }}- (void) download_completed:(NSString *) data {    NSLog(@"call back");    [self.indicator stopAnimating];    self.indicator.hidden = YES;    self.content.text = data;    [queue release];}

使用 GCD 后

如果使用 GCD，以上 3 个方法都可以放到一起，如下所示：

// 原代码块一self.indicator.hidden = NO;[self.indicator startAnimating];dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{    // 原代码块二    NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://www.youdao.com"];    NSError * error;    NSString * data = [NSString stringWithContentsOfURL:url encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];    if (data != nil) {        // 原代码块三        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{            [self.indicator stopAnimating];            self.indicator.hidden = YES;            self.content.text = data;        });    } else {        NSLog(@"error when download:%@", error);    }});

首先我们可以看到，代码变短了。因为少了原来 3 个方法的定义，也少了相互之间需要传递的变量的封装。

另外，代码变清楚了，虽然是异步的代码，但是它们被 GCD 合理的整合在一起，逻辑非常清晰。如果应用上 MVC 模式，我们也可以将 View Controller 层的回调函数用 GCD 的方式传递给 Modal 层，这相比以前用 @selector 的方式，代码的逻辑关系会更加清楚。

block 的定义

block 的定义有点象函数指针，差别是用 ^ 替代了函数指针的 * 号，如下所示：

    // 申明变量    (void) (^loggerBlock)(void);    // 定义   loggerBlock = ^{          NSLog(@"Hello world");    };    // 调用    loggerBlock();

但是大多数时候，我们通常使用内联的方式来定义 block，即将它的程序块写在调用的函数里面，例如这样：

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{     // something});

从上面大家可以看出，block 有如下特点：

系统提供的 dispatch 方法

为了方便地使用 GCD，苹果提供了一些方法方便我们将 block 放在主线程 或 后台线程执行，或者延后执行。使用的例子如下：

//  后台执行：dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{     // something});// 主线程执行：dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{     // something});// 一次性执行：static dispatch_once_t onceToken;dispatch_once(&onceToken, ^{    // code to be executed once});// 延迟 2 秒执行：double delayInSeconds = 2.0;dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, delayInSeconds * NSEC_PER_SEC);dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^(void){    // code to be executed on the main queue after delay});

dispatch_queue_t 也可以自己定义，如要要自定义 queue，可以用 dispatch_queue_create 方法，示例如下：

dispatch_queue_t urls_queue = dispatch_queue_create("blog.devtang.com", NULL);dispatch_async(urls_queue, ^{     // your code});dispatch_release(urls_queue);

另外，GCD 还有一些高级用法，例如让后台 2 个线程并行执行，然后等 2 个线程都结束后，再汇总执行结果。这个可以用 dispatch_group, dispatch_group_async 和 dispatch_group_notify 来实现，示例如下：

dispatch_group_t group = dispatch_group_create();dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{     // 并行执行的线程一});dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{     // 并行执行的线程二});dispatch_group_notify(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{     // 汇总结果});

修改 block 之外的变量

默认情况下，在程序块中访问的外部变量是复制过去的，即写操作不对原变量生效。但是你可以加上 __block 来让其写操作生效，示例代码如下：

__block int a = 0;void  (^foo)(void) = ^{     a = 1;}foo();// 这里，a 的值被修改为 1

后台运行

使用 block 的另一个用处是可以让程序在后台较长久的运行。在以前，当 app 被按 home 键退出后，app 仅有最多 5 秒钟的时候做一些保存或清理资源的工作。但是应用可以调用 UIapplication 的beginBackgroundTaskWithExpirationHandler方法，让 app 最多有 10 分钟的时间在后台长久运行。这个时间可以用来做清理本地缓存，发送统计数据等工作。

让程序在后台长久运行的示例代码如下：

// AppDelegate.h 文件@property (assign, nonatomic) UIBackgroundTaskIdentifier backgroundUpdateTask;// AppDelegate.m 文件- (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application{    [self beingBackgroundUpdateTask];    // 在这里加上你需要长久运行的代码    [self endBackgroundUpdateTask];}- (void)beingBackgroundUpdateTask{    self.backgroundUpdateTask = [[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:^{        [self endBackgroundUpdateTask];    }];}- (void)endBackgroundUpdateTask{    [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask: self.backgroundUpdateTask];    self.backgroundUpdateTask = UIBackgroundTaskInvalid;}

总结

总体来说，GCD 能够极大地方便开发者进行多线程编程。大家应该尽量使用 GCD 来处理后台线程和 UI 线程的交互。

例子代码如下：

#import <UIKit/UIKit.h>@interface ViewController : UIViewController@property IBOutlet UIButton *downloadButton;@property IBOutlet UIActivityIndicatorView *indicator;@property IBOutlet UITextView *textView;@end

#import "ViewController.h"@interface ViewController ()@end@implementation ViewController- (void)viewDidLoad {    [super viewDidLoad];    self.indicator.hidden = YES;    self.textView.hidden = YES;}- (void)didReceiveMemoryWarning {    [super didReceiveMemoryWarning];}- (IBAction)startDownload:(id)sender {    [self.indicator setHidden:NO];    self.downloadButton.hidden = YES;    [self.indicator startAnimating];        //download的任务使用gcd后台线程执行，包括数据的下载并且完成后切换到主线程了刷新ui即可    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{        NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"https://www.youdao.com"];        NSError * error;        NSString * data = [NSString stringWithContentsOfURL:url encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];        if (data != nil) {            dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{                [self.indicator stopAnimating];                self.indicator.hidden = YES;                self.textView.hidden = NO;                self.textView.backgroundColor = [UIColor redColor];                NSAttributedString *attributedString = [[NSAttributedString alloc] initWithData:[data dataUsingEncoding:NSUnicodeStringEncoding] options:@{ NSDocumentTypeDocumentAttribute: NSHTMLTextDocumentType } documentAttributes:nil error:nil];                self.textView.attributedText = attributedString;                self.downloadButton.hidden = YES;            });        } else {            NSLog(@"error when download:%@", error);        }    });}@end

Swift 3.0的写法

import UIKitclass ViewController: UIViewController {    @IBOutlet weak var button: UIButton!    @IBOutlet weak var indicatorView: UIActivityIndicatorView!    @IBOutlet weak var htmltextView: UITextView!        override func viewDidLoad() {        super.viewDidLoad()        self.indicatorView.isHidden = true        self.htmltextView.isHidden = true    }        override func didReceiveMemoryWarning() {        super.didReceiveMemoryWarning()    }        @IBAction func buttonSelected() {        startDownload()    }        func startDownload() {        self.button.isHidden = true        self.indicatorView.isHidden = false        self.indicatorView.startAnimating()                DispatchQueue.global().async {            let myURLString = "https://www.youdao.com"            guard let myURL = URL(string: myURLString) else {                print("Error: /(myURLString) doesn't seem to be a valid URL")                return            }            do {                let myHTMLString = try? String(contentsOf: myURL, encoding: .utf8)                print("HTML : /(myHTMLString)")                if myHTMLString != nil {                    DispatchQueue.main.async {                        self.button.isHidden = true                        self.htmltextView.isHidden = false                        self.indicatorView.stopAnimating()                        self.indicatorView.isHidden = true                                                let attributes = [                            NSDocumentTypeDocumentAttribute : NSHTMLTextDocumentType,                            ]                        let attributedString = NSAttributedString(string: myHTMLString!, attributes: attributes)                        self.htmltextView.attributedText = attributedString                    }                }            }                    }            }}