Swift GCD (Grand Central Dispatch)

一個App如果完全是單線程開發的，那就意味著當有一段程序運行時間比較久的時候，就會造成主線程阻塞，也就導致了UI渲染過程會突然卡住的情況。比如說當我們進入一個畫面開始下載圖片的時候，如果圖片很大或者太多，就會造成等待的時候畫面直接不動了。這樣的設計會造成用戶體驗很差。

當一個App開啟進入運行狀態後就形成了一個進程。進程是系統進行資源分配和調度的一個單位，是一個運行中的程序。

一個進程可以有多個線程，而這些線程是共享這個進程的資源的。

iOS中提供了多種多線程的實現方式，這篇文章主要講GCD (Grand Central Dispatch)

iOS開發中常會遇到使用多線程（Multithreading），這裡想先從串行&併法（Serial & Concurrent）講起。

串行與並發

上圖所示，有兩種執行任務的方法，其中上面的我們成為串行（Serail），下面則是並發(Concurrent)

串行的特徵：一個任務接著一個任務執行，在一個任務完成前，不會執行其他任務。
併發的特徵：同時執行多個任務。

同步與異步

上圖中，左側為同步，右側為異步。

當Client端向Server端發送請求時（比如請求圖片），如果圖片很大，在圖片很大的情況下，就會需要進行一段時間的下載，而這個時候如果我們將下載圖片的任務放在主線程(main_queue)中執行的話，就會造成UI卡住不能動，直到下載完畢。

而如果我們採用右側的異步方式進行圖片下載，那麼UI就可以繼續進行渲染，當下在任務完成時，在進行圖片加載，不會阻塞到UI線程。

注：UI渲染是在主線程(main_queue)進行的。

隊列（Queue）

隊列同樣存在串行隊列與並行隊列，在隊列中的任務會依照隊列類型來執行任務（文中剛開始提到的，依次執行與同時執行任務）。

需要注意的是，當我們將隊列提交以後，GCD會負責找時間執行任務，唯一能保證的是，任務會按照隊列中的任務順序執行，但何時執行哪一個任務，是不知道的。

其中一個特別的隊列叫做main_queue，是一種串行隊列，也是唯一可以更新UI的線程(thread)

而系統也提供了四種並行隊列Global Dispatch Queues，按照有線級別不同分為background, low, default, high

Code

創建隊列（Create Queue）

// 主隊列
let queue = dispatch_get_main_queue()

// 自行創建的隊列
// dispatch_queue_create("Queue名稱", 並行或者串行)

// 串行
let queue = dispatch_queue_create("don_queue", nil)
let queue = dispatch_queue_create("don_queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL)

// 並行
let queue = dispatch_queue_create("don_queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT)

// 全局並行隊列
let queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)

// 主隊列

let queue = dispatch_get_main_queue()

// 自行創建的隊列

// dispatch_queue_create("Queue名稱", 並行或者串行)

// 串行

let queue = dispatch_queue_create("don_queue", nil)

let queue = dispatch_queue_create("don_queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL)

// 並行

let queue = dispatch_queue_create("don_queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT)

// 全局並行隊列

let queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)

Global Dispatch Queue的四種級別：

DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 高
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 正常
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW 低
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND

任務

// 同步任務
dispatch_sync(隊列, { () -> Void in
  // 執行內容
  print(NSThread.currentThread())
})

// 異步任務
dispatch_async(隊列, { () -> Void in
  // 執行內容
  print(NSThread.currentThread())
})

// 一個例子
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), { () -> Void in 
	print("hi")
})

// 同步任務

dispatch_sync(隊列, { () -> Void in

// 執行內容

print(NSThread.currentThread())

})

// 異步任務

dispatch_async(隊列, { () -> Void in

// 執行內容

print(NSThread.currentThread())

})

// 一個例子

dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), { () -> Void in

print("hi")

})

對列祖（Group）

// 創建隊列組
let group = dispatch_group_create()

// 創建隊列
let queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)

// 多次調用方法
dispatch_group_async(group, queue) { () -> Void in
    for _ in 0..<3 {
        NSLog("group-01 - %@", NSThread.currentThread())
    }
}

// 全部完成後的通知
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue()) { () -> Void in
    NSLog("完成 - %@", NSThread.currentThread())
}

// 創建隊列組

let group = dispatch_group_create()

// 創建隊列

let queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)

// 多次調用方法

dispatch_group_async(group, queue) { () -> Void in

for _ in 0..<3 {

NSLog("group-01 - %@", NSThread.currentThread())

}

// 全部完成後的通知

dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue()) { () -> Void in

NSLog("完成 - %@", NSThread.currentThread())

}

其他功能

dispatch_apply，執行指定次數的任務，執行起來會和dispatch_sync一樣是串行的。

        dispatch_async(transferQueue, { () -> Void in
            
            // 執行五次
            dispatch_apply(5, self.transferQueue, { (index) -> Void in
                
                self.transferMoney(700)
                
                // 回到主線程，為了更新UI內容
                dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), { () -> Void in
                    self.aProgressBar.progress += 0.2
                })
            })
        })

dispatch_async(transferQueue, { () -> Void in

// 執行五次

dispatch_apply(5, self.transferQueue, { (index) -> Void in

self.transferMoney(700)

// 回到主線程，為了更新UI內容

dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), { () -> Void in

self.aProgressBar.progress += 0.2

})

dispatch_group_async：用來監視一組任務是否執行完成
dispatch_group_notify：用來在所有任務完成後發出通知，不會阻塞當前線程
dispatch_group_wait：等待直到所有任務執行完畢才繼續執行後面的動作，會阻塞當前線程

        dispatch_group_async(transferGroup, transferQueue, { () -> Void in
            self.transferMoneySafely(3000)
        })
        
        dispatch_group_async(transferGroup, transferQueue, { () -> Void in
            self.transferMoneySafely(3000)
        })
        
        dispatch_group_async(transferGroup, transferQueue, { () -> Void in
            self.transferMoneySafely(3000)
        })
        
        dispatch_group_async(transferGroup, transferQueue, { () -> Void in
            self.transferMoneySafely(3000)
        })
        
        dispatch_group_async(transferGroup, transferQueue, { () -> Void in
            self.transferMoney(3000)
        })
        
        // transferGroup中的任務都執行完成以後，發出通知
        dispatch_group_notify(transferGroup, dispatch_get_main_queue(), {() -> Void in
            print("did transfer all money safely")
        })
        
        // 阻塞線程，直到任務全部完成
        dispatch_group_wait(transferGroup, DISPATCH_TIME_FOREVER)
        print("任務執行完成")