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GCD使用经验与技巧浅谈

S
 Snaiper
发布于 2015/10/21 19:10
字数 2660
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GCD

前言

GCD(Grand Central Dispatch)可以说是Mac、iOS开发中的一大“利器”,本文就总结一些有关使用GCD的经验与技巧。

dispatch_once_t必须是全局或static变量

这一条算是“老生常谈”了,但我认为还是有必要强调一次,毕竟非全局或非static的dispatch_once_t变量在使用时会导致非常不好排查的bug,正确的如下:

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//静态变量,保证只有一份实例,才能确保只执行一次
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
   //单例代码 
});

其实就是保证dispatch_once_t只有一份实例。

dispatch_queue_create的第二个参数

dispatch_queue_create,创建队列用的,它的参数只有两个,原型如下:

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dispatch_queue_t dispatch_queue_create ( const char *label, dispatch_queue_attr_t attr );

在网上的大部分教程里(甚至Apple自己的文档里),都是这么创建串行队列的:

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dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.example.MyQueue", NULL);

看,第二个参数传的是“NULL”。 但是dispatch_queue_attr_t类型是有已经定义好的常量的,所以我认为,为了更加的清晰、严谨,最好如下创建队列:

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//串行队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.example.MyQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
//并行队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.example.MyQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

常量就是为了使代码更加“易懂”,更加清晰,既然有,为啥不用呢~

dispatch_after是延迟提交,不是延迟运行

先看看官方文档的说明:

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Enqueue a block for execution at the specified time.

Enqueue,就是入队,指的就是将一个Block在特定的延时以后,加入到指定的队列中,不是在特定的时间后立即运行!。

看看如下代码示例:

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//创建串行队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("me.tutuge.test.gcd", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
//立即打印一条信息        
NSLog(@"Begin add block...");        
//提交一个block
dispatch_async(queue, ^{
    //Sleep 10秒
    [NSThread sleepForTimeInterval:10];
    NSLog(@"First block done...");
});        
//5 秒以后提交block
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(5 * NSEC_PER_SEC)), queue, ^{
    NSLog(@"After...");
});

结果如下:

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2015-03-31 20:57:27.122 GCDTest[45633:1812016] Begin add block...
2015-03-31 20:57:37.127 GCDTest[45633:1812041] First block done...
2015-03-31 20:57:37.127 GCDTest[45633:1812041] After...

从结果也验证了,dispatch_after只是延时提交block,并不是延时后立即执行。所以想用dispatch_after精确控制运行状态的朋友可要注意了~

正确创建dispatch_time_t

用dispatch_after的时候就会用到dispatch_time_t变量,但是如何创建合适的时间呢?答案就是用dispatch_time函数,其原型如下:

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dispatch_time_t dispatch_time ( dispatch_time_t when, int64_t delta );

第一个参数一般是DISPATCH_TIME_NOW,表示从现在开始。

那么第二个参数就是真正的延时的具体时间。

这里要特别注意的是,delta参数是“纳秒!”,就是说,延时1秒的话,delta应该是“1000000000”=。=,太长了,所以理所当然系统提供了常量,如下:

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#define NSEC_PER_SEC 1000000000ull
#define USEC_PER_SEC 1000000ull
#define NSEC_PER_USEC 1000ull

关键词解释:

  • NSEC:纳秒。

  • USEC:微妙。

  • SEC:秒

  • PER:每

所以:

  1. NSEC_PER_SEC,每秒有多少纳秒。

  2. USEC_PER_SEC,每秒有多少毫秒。(注意是指在纳秒的基础上)

  3. NSEC_PER_USEC,每毫秒有多少纳秒。

所以,延时1秒可以写成如下几种:

dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 1 * NSEC_PER_SEC);

dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 1000 * USEC_PER_SEC);

dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, USEC_PER_SEC * NSEC_PER_USEC);

最后一个“USEC_PER_SEC * NSEC_PER_USEC”,翻译过来就是“每秒的毫秒数乘以每毫秒的纳秒数”,也就是“每秒的纳秒数”,所以,延时500毫秒之类的,也就不难了吧~

dispatch_suspend != 立即停止队列的运行

dispatch_suspend,dispatch_resume提供了“挂起、恢复”队列的功能,简单来说,就是可以暂停、恢复队列上的任务。但是这里的“挂起”,并不能保证可以立即停止队列上正在运行的block,看如下例子:

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dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("me.tutuge.test.gcd", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
//提交第一个block,延时5秒打印。
dispatch_async(queue, ^{
    [NSThread sleepForTimeInterval:5];
    NSLog(@"After 5 seconds...");
});
//提交第二个block,也是延时5秒打印
dispatch_async(queue, ^{
    [NSThread sleepForTimeInterval:5];
    NSLog(@"After 5 seconds again...");
});
//延时一秒
NSLog(@"sleep 1 second...");
[NSThread sleepForTimeInterval:1];
//挂起队列                        
NSLog(@"suspend...");
dispatch_suspend(queue);
//延时10秒                
NSLog(@"sleep 10 second...");
[NSThread sleepForTimeInterval:10];
//恢复队列            
NSLog(@"resume...");
dispatch_resume(queue);

运行结果如下:

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2015-04-01 00:32:09.903 GCDTest[47201:1883834] sleep 1 second...
2015-04-01 00:32:10.910 GCDTest[47201:1883834] suspend...
2015-04-01 00:32:10.910 GCDTest[47201:1883834] sleep 10 second...
2015-04-01 00:32:14.908 GCDTest[47201:1883856] After 5 seconds...
2015-04-01 00:32:20.911 GCDTest[47201:1883834] resume...
2015-04-01 00:32:25.912 GCDTest[47201:1883856] After 5 seconds again...

可知,在dispatch_suspend挂起队列后,第一个block还是在运行,并且正常输出。

结合文档,我们可以得知,dispatch_suspend并不会立即暂停正在运行的block,而是在当前block执行完成后,暂停后续的block执行。

所以下次想暂停正在队列上运行的block时,还是不要用dispatch_suspend了吧~

“同步”的dispatch_apply

dispatch_apply的作用是在一个队列(串行或并行)上“运行”多次block,其实就是简化了用循环去向队列依次添加block任务。但是我个人觉得这个函数就是个“坑”,先看看如下代码运行结果:

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//创建异步串行队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("me.tutuge.test.gcd", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
//运行block3次
dispatch_apply(3, queue, ^(size_t i) {
    NSLog(@"apply loop: %zu", i);
});
//打印信息
NSLog(@"After apply");

运行的结果是:

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2015-04-01 00:55:40.854 GCDTest[47402:1893289] apply loop: 0
2015-04-01 00:55:40.856 GCDTest[47402:1893289] apply loop: 1
2015-04-01 00:55:40.856 GCDTest[47402:1893289] apply loop: 2
2015-04-01 00:55:40.856 GCDTest[47402:1893289] After apply

看,明明是提交到异步的队列去运行,但是“After apply”居然在apply后打印,也就是说,dispatch_apply将外面的线程(main线程)“阻塞”了!

查看官方文档,dispatch_apply确实会“等待”其所有的循环运行完毕才往下执行=。=,看来要小心使用了。

避免死锁!

dispatch_sync导致的死锁

涉及到多线程的时候,不可避免的就会有“死锁”这个问题,在使用GCD时,往往一不小心,就可能造成死锁,看看下面的“死锁”例子:

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//在main线程使用“同步”方法提交Block,必定会死锁。
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
    NSLog(@"I am block...");
});

你可能会说,这么低级的错误,我怎么会犯,那么,看看下面的:

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- (void)updateUI1 {
    dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"Update ui 1");
         
        //死锁!
        [self updateUI2];
    });
}
- (void)updateUI2 {
    dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"Update ui 2");
    });
}

在你不注意的时候,嵌套调用可能就会造成死锁!所以为了“世界和平”=。=,我们还是少用dispatch_sync吧。

dispatch_apply导致的死锁!

啥,dispatch_apply导致的死锁?。。。是的,前一节讲到,dispatch_apply会等循环执行完成,这不就差不多是阻塞了吗。看如下例子:

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dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("me.tutuge.test.gcd", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
        
dispatch_apply(3, queue, ^(size_t i) {
NSLog(@"apply loop: %zu", i);
    
    //再来一个dispatch_apply!死锁!      
dispatch_apply(3, queue, ^(size_t j) {
NSLog(@"apply loop inside %zu", j);
});
});

这端代码只会输出“apply loop: 1”。。。就没有然后了=。=

所以,一定要避免dispatch_apply的嵌套调用。

灵活使用dispatch_group

很多时候我们需要等待一系列任务(block)执行完成,然后再做一些收尾的工作。如果是有序的任务,可以分步骤完成的,直接使用串行队列就行。但是如果是一系列并行执行的任务呢?这个时候,就需要dispatch_group帮忙了~总的来说,dispatch_group的使用分如下几步:

  1. 创建dispatch_group_t

  2. 添加任务(block)

  3. 添加结束任务(如清理操作、通知UI等)

下面着重讲讲在后面两步。

添加任务

添加任务可以分为以下两种情况:

自己创建队列:使用dispatch_group_async

无法直接使用队列变量(如使用AFNetworking添加异步任务):使用dispatch_group_enter,dispatch_group_leave

自己创建队列时,当然就用dispatch_group_async函数,简单有效,简单例子如下:

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//省去创建group、queue代码。。。
dispatch_group_async(group, queue, ^{
    //Do you work...
});

当你无法直接使用队列变量时,就无法使用dispatch_group_async了,下面以使用AFNetworking时的情况:

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AFHTTPRequestOperationManager *manager = [AFHTTPRequestOperationManager manager];
//Enter group
dispatch_group_enter(group);
[manager GET:@" http://www.baidu.com" parameters:nil success:^(AFHTTPRequestOperation *operation, id responseObject) {
    //Deal with result...
    //Leave group
    dispatch_group_leave(group);
}    failure:^(AFHTTPRequestOperation *operation, NSError *error) {
    //Deal with error...
    //Leave group
    dispatch_group_leave(group);
}];
//More request...

使用dispatch_group_enter,dispatch_group_leave就可以方便的将一系列网络请求“打包”起来~

添加结束任务

添加结束任务也可以分为两种情况,如下:

  1. 在当前线程阻塞的同步等待:dispatch_group_wait。

  2. 添加一个异步执行的任务作为结束任务:dispatch_group_notify

这两个比较简单,就不再贴代码了=。=

使用dispatch_barrier_async,dispatch_barrier_sync的注意事项

dispatch_barrier_async的作用就是向某个队列插入一个block,当目前正在执行的block运行完成后,阻塞这个block后面添加的block,只运行这个block直到完成,然后再继续后续的任务,有点“唯我独尊”的感觉=。=

值得注意的是:

dispatchbarrier\(a)sync只在自己创建的并发队列上有效,在全局(Global)并发队列、串行队列上,效果跟dispatch_(a)sync效果一样。

既然在串行队列上跟dispatch_(a)sync效果一样,那就要小心别死锁!

dispatch_set_context与dispatch_set_finalizer_f的配合使用

dispatch_set_context可以为队列添加上下文数据,但是因为GCD是C语言接口形式的,所以其context参数类型是“void *”。也就是说,我们创建context时有如下几种选择:

用C语言的malloc创建context数据。

用C++的new创建类对象。

用Objective-C的对象,但是要用__bridge等关键字转为Core Foundation对象。

以上所有创建context的方法都有一个必须的要求,就是都要释放内存!,无论是用free、delete还是CF的CFRelease,我们都要确保在队列不用的时候,释放context的内存,否则就会造成内存泄露。

所以,使用dispatch_set_context的时候,最好结合dispatch_set_finalizer_f使用,为队列设置“析构函数”,在这个函数里面释放内存,大致如下:

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void cleanStaff(void *context) {
    //释放context的内存!
    //CFRelease(context);
    //free(context);
    //delete context;
}
...
//在队列创建后,设置其“析构函数”
dispatch_set_finalizer_f(queue, cleanStaff);

详细用法,请看我之前写的Blog为GCD队列绑定NSObject类型上下文数据-利用__bridge_retained(transfer)转移内存管理权

总结

其实本文更像是总结了GCD中的“坑”=。=

至于经验,总结一条,就是使用任何技术,都要研究透彻,否则后患无穷啊~

参考

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