Objective-C高级编程:iOS与OS X多线程和内存管理

2022-10-08 21:03:59

这篇文章主要给大家讲解一下GCD的平时不太常用的API，以及文末会贴出GCD定时器的一个小例子。

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1.GCD的API

1.1 Dispatch Queue

要谈GCD，就一定要了解Dispatch Queue（执行处理的等待队列）。
Dispatch Queue按照追加的顺序（先进先出FIFO，First-In-First-Out）执行处理。
另外在执行处理是存在两种Dispatch Queue，一种是等待现在执行中处理的Serial Dispatch Queue，另一种是不等待现在执行中处理的Concurrent Dispatch Queue。

1.2 dispatch_queue_create

由于平时在使用时，我们大部分都是使用系统提供的Main Dispatch Queue和Global Dispatch Queue。
所以关于dispatch_queue_createAPI，这里只说两点：

通过dispatch_queue_create函数生成的Dispatch Queue在使用结束后要通过dispatch_release函数释放。
如果生成过多的线程，就会消耗大量内存，大幅度降低系统的响应性能。而使用系统提供的Global Dispatch Queue则不用担心这个问题。所以除非必要，其他情况建议使用系统提供的Dispatch Queue。

1.3 dispatch_set_target_queue

使用dispatch_queue_create函数生成的Dispatch Queue，都使用的是与系统提供的Global Dispatch Queue的默认优先级相同的优先级。而要变更生成的执行优先级的话就要使用dispatch_set_target_queue函数。

在后台执行动作处理的Serial Dispatch Queue的生成方法如下:

    dispatch_queue_t mySerialDispatchQueue = dispatch_queue_create("com.example.gcd.mySerialDispatchQueue", NULL);
    dispatch_queue_t globalDispatchQueueBackground = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND, 0);
    dispatch_set_target_queue(mySerialDispatchQueue, globalDispatchQueueBackground);

1.3 dispatch_after

dispatch_after这里只说一点，dispatch_after函数并不是在指定时间后执行处理，而只是在指定时间追加处理到Dispatch Queue。

因为Main Dispatch Queue在主线程的RunLoop中执行，所以在比如每隔1/60秒执行的RunLoop中，Block最快在 3 秒后执行，最慢在 3 秒 + 1/60 秒后执行，并且在Main Dispatch Queue有大量处理追加或主线程的处理本身有延迟时，这个时间会更长。

所以该函数在有严格时间要求的情况下使用会出现问题，但是只是想大致延迟执行处理，该函数是非常有效的。

1.4 dispatch_barrier_async

在访问数据库或文件时，使用多线程可能会产生数据竞争的问题，当然使用Serial Dispatch Queue可避免数据竞争。

但是如果读取处理只是与读取处理并行执行，那么多个并行执行就不会发生问题。也就是说为了高效率的进行访问，读取处理追加到Concurrent Dispatch Queue，写入处理在任一读取处理没有执行的状态下，追加到Serial Dispatch Queue中即可（在写入处理结束之前，读取处理不可执行）。

使用dispatch_barrier_async便可解决这个问题。dispatch_barrier_async函数会等待追加到Concurrent Dispatch Queue上的并行执行的处理全部结束后，再将制定的处理追加到该Concurrent Dispatch Queue中。然后在由dispatch_barrier_async函数追加的处理执行完毕后，Concurrent Dispatch Queue才恢复为一般的动作，追加到该Concurrent Dispatch Queue的处理又开始并行执行。

    dispatch_async(queue, blk0_for_reading);
    dispatch_async(queue, blk1_for_reading);
    dispatch_async(queue, blk2_for_reading);
    dispatch_async(queue, blk3_for_reading);
    dispatch_barrier_async(queue, blk_for_writing);
    dispatch_async(queue, blk4_for_reading);
    dispatch_async(queue, blk5_for_reading);
    dispatch_async(queue, blk6_for_reading);
    dispatch_async(queue, blk7_for_reading);

如上所示，使用方法非常简单。仅使用dispatch_barrier_async函数代替dispatch_async函数即可。

1.5 dispatch_apply

dispatch_apply函数是dispatch_sync函数和Dispatch Group的关联API。该函数按指定的次数将指定的Block追加到指定的Dispatch Queue中，并等待全部处理执行结束。

    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    dispatch_apply(10, queue, ^(size_t index) {
        NSLog(@"%zu", index);
    });
    NSLog(@"done");

例如，该源代码的执行结果为：

因为在Global Dispatch Queue中执行处理，所以各个处理的执行时间不定。但是输出结果中最后的done必定在最后的位置上。这是因为dispatch_apply函数会等待全部处理执行结束。

1.6 Dispatch I/O

大家可能想过，在读取较大文件时，如果将文件分成合适的大小并使用Global Dispatch Queue并列读取的话，应该会比一般的读取速度快不少。能实现这一功能的就是Dispatch I/O和Dispatch Data。

如果想提高文件读取速度，可以尝试使用Dispatch I/O。

1.7 Dispatch Source

GCD中出了主要的Dispatch Queue外，还有不太引人注目的Dispatch Source。它是BSD系内核惯有功能kqueue的包装。
kqueue是在XNU内核中发生各种事件时，在应用程序编程方执行处理的技术。其CPU负荷非常小，尽量不占用资源。kqueue可以说是应用程序处理XNU内核中发生的各种事件的方法中最优秀的一种。

Dispatch Source可以处理一下事件。