前言

在多线程和GCD文章中，我们总结了多线程的意义以及实际开发中的案例，其中死锁、线程安全等等都是多线程绕不过的问题，需要我们小心处理。今天我们继续总结下实际开发中还用到了哪些与GCD相关的应用以及需要注意的地方。

1、dispatch_group调度组

几个常用api如下：

dispatch_group_create：创建调度组
dispatch_group_async：异步提交任务进调度组，需要注意的是使用这种方式进组可以省略enter和leave，下面会举例说明。
dispatch_group_enter：手动管理调度组的进出
dispatch_group_leave
dispatch_group_notify
dispatch_group_wait dispatch_group_wait ：在调度组完成时调用，或者调度组超时调用。（完成指的是enter和leave次数一样多） ispatch_group_notify：不管超不超时，只要任务组完成，会调用，不完成不会调用。

调度组使用案例

假如有5个任务1、2、3、4、5，任务3必须要2之后执行，任务5必须在前面4个任务完成之后再执行。

分析：任务3必须在任务2之后执行，那么任务2和3应该是串联任务，把2和3作为一个串联任务整体，那么这个任务整体可以和任务1、4并行执行，最后的任务5必须等前面几个任务完成之后才能执行，一个典型的调度组应用。

//串行队列 放2、3
    dispatch_queue_t serialqueue=dispatch_queue_create("aa", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    //并发队列 放 1、4
    dispatch_queue_t concurrentqueue=dispatch_queue_create("bb", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_group_t mygroup=dispatch_group_create();
    dispatch_group_async(mygroup, concurrentqueue, ^{
        NSLog(@"任务1执行");
    });

    dispatch_group_async(mygroup, concurrentqueue, ^{
        NSLog(@"任务4执行");
    });

    dispatch_group_async(mygroup, serialqueue, ^{
        sleep(1);
        NSLog(@"任务2执行");
    });
    
    //enter和leave组合等价于dispatch_group_async
    dispatch_group_enter(mygroup);
    dispatch_async(serialqueue, ^{
        NSLog(@"任务3执行");
        dispatch_group_leave(mygroup);
    });

    dispatch_group_wait(mygroup, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    dispatch_group_notify(mygroup,dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"任务5执行");
    });

输出：

任务1执行
任务4执行
任务2执行
任务3执行
任务5执行

分析:

任务1、任务4和任务2、3整体上是没有先后顺序的，但是3肯定是在2之后执行。
注意enter和leave组合等价于dispatch_group_async，上面执行任务3的时候就是用的enter和leave手动管理的调度组。

2、信号量

常用api如下：

dispatch_semaphore_create：创建一个信号量，初始值必须大于等于0，否则会失败
dispatch_semaphore_signal：发送信号，会使信号量值value+1
dispatch_semaphore_wait：等待信号量，会使信号量值value-1。当value值为0时，调用该函数就会阻塞所在线程，会持续等待，要么超时要么等待过程中value值大于0继续执行，看到阻塞就要千万注意了别阻塞主线程哦~

通过实例理解一下：

   dispatch_semaphore_t sempt=dispatch_semaphore_create(0);
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        //value=0时信号量-1，会阻塞线程，直到value>0才继续执行
        dispatch_semaphore_wait(sempt, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        sleep(2);
        NSLog(@"任务1执行");
     });

    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        sleep(1);
        NSLog(@"任务2执行");
        //信号量+1，此时value=0，dispatch_semaphore_wait接收到信号不会阻塞线程
        dispatch_semaphore_signal(sempt);
     });

输出：

任务2执行
任务1执行

分析：并发队列中，执行dispatch_semaphore_wait时信号量值会减1，由于初始信号量的值为0，此时信号量值等于-1，会阻塞线程执行。执行完任务2，dispatch_semaphore_signal会使信号量值加1，此时信号量值等于0，dispatch_semaphore_wait会收到信号量值变化的广播，大于等于0就继续向下执行任务1。

如果再添加一个任务3呢？

dispatch_semaphore_t sempt=dispatch_semaphore_create(0);
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        //value=0时信号量-1，此时信号量值为-1
        dispatch_semaphore_wait(sempt, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        sleep(4);
        NSLog(@"任务1执行");

     });

    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        sleep(1);
        NSLog(@"任务2执行");
        //信号量+1，此时value=0，dispatch_semaphore_wait接收到信号不会阻塞线程
        dispatch_semaphore_signal(sempt);
     });

    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        //此时信号量值为-1
        dispatch_semaphore_wait(sempt, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        NSLog(@"任务3执行");
        dispatch_semaphore_signal(sempt);
     })

输出：

任务2执行
任务1执行

分析：为什么任务3不会执行？初始信号量值为0，所以任务1和任务3都是阻塞状态，当任务2执行完成后信号量+1，任务1的dispatch_semaphore_wait会收到通知继续向下执行，由于任务1没有调用dispatch_semaphore_signal使信号量+1，所以任务3还是阻塞状态不会执行。任务1的dispatch_semaphore_wait等待信号量在任务3的前面，如果在任务1的dispatch_semaphore_wait前面加一句sleep(1)，那么会先执行2，再执行3，最后执行1，感兴趣的可以试试。

信号量的使用案例-线程安全

比如有100个线程同时往同一个数组中添加数据，如何保证内存安全呢？

NSMutableArray* arrar=[[NSMutableArray alloc]init];
    dispatch_semaphore_t sempt=dispatch_semaphore_create(1);
    for(int i=0;i<100;i++){
        dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
            dispatch_semaphore_wait(sempt, DISPATCH_TIME_FOREVER);
            NSLog(@"开始添加");
            [arrar addObject:@(1)];
            NSLog(@"结束添加");
            dispatch_semaphore_signal(sempt);
        });
    }

输出：

开始添加
结束添加
开始添加
结束添加
开始添加
结束添加
开始添加
结束添加
开始添加
结束添加
开始添加
结束添加
.....

分析：通过信号量可以用来控制线程并发访问的最大数量，当我们设置信号量的初时值为1时，就可以实现线程同步。

3、信号源

Dispatch Source信号源，区别于dispatch_semaphore，信号源是用来监听事件的对象，这点和NSRunloop很类似，但是Dispatch Source是针对一个队列的，至于队列使用哪个线程执行这个task，则取决于队列的线程池状态，而NSRunloop则是完全与指定线程绑定的。常用api如下：

dispatch_source_create：创建信号源，有4个参数第一个参数type:信号源的类型，分为有11个类型，常用的是DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_ADD和DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER

DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_ADD：属于自定义事件，可以通过dispatch_source_get_data函数获取事件变量数据，在我们自定义的方法中可以调用dispatch_source_merge_data函数向Dispatch Source设置数据。
DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_OR：属于自定义事件，用法同上面的类型一样。
DISPATCH_SOURCE_TYPE_MACH_SEND：Mach端口发送事件。
DISPATCH_SOURCE_TYPE_MACH_RECV：Mach端口接收事件。
DISPATCH_SOURCE_TYPE_PROC：与进程相关的事件。
DISPATCH_SOURCE_TYPE_READ：读文件事件。
DISPATCH_SOURCE_TYPE_WRITE：写文件事件。
DISPATCH_SOURCE_TYPE_VNODE：文件属性更改事件。
DISPATCH_SOURCE_TYPE_SIGNAL：接收信号事件。
DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER：定时器事件。
DISPATCH_SOURCE_TYPE_MEMORYPRESSURE：内存压力事件。

dispatch_suspend(queue)：挂起信号源（队列也可以调用该函数挂起）
dispatch_resume(source) ：开启信号源（队列也可以调用该函数开启），信号源刚创建时是挂起状态，需要调用该函数开启。
dispatch_source_merge_data：向信号源发送传值事件，不可以传递0值或负值，否则事件不会被触发
dispatch_source_set_event_handler：设置响应发送的事件。
dispatch_source_get_data：得到信号源发送的值。
dispatch_source_cancel：取消信号源，即不再监听，区别于挂起状态。
dispatch_source_get_handle：得到dispatch_source_create的第二个参数

先用一个简单的网络请求数据完成后派送信号源更新UI的例子

dispatch_source_t source=dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_ADD, 0, 0, dispatch_get_global_queue(0, 0));
dispatch_source_set_event_handler(source, ^{
    //获取信号源中派发的值
    dispatch_source_get_data(source);
    //更新ui操作....
});
//开启监听
dispatch_resume(source);
//网络请求等等完成后通知信号源，并发送数据
 dispatch_source_merge_data(source, 1);

定时器信号源案例

    __block int timeout = 60;
    //创建队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    //创建timer
    dispatch_source_t _timer = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER, 0, 0, queue);
    //设置1s触发一次，0s的误差精度
    dispatch_source_set_timer(_timer,dispatch_walltime(NULL, 0),1.0*NSEC_PER_SEC, 0); //每秒执行
    //事件的处理
    dispatch_source_set_event_handler(_timer, ^{
        if(timeout<=0){ //倒计时结束，关闭
            //取消dispatch源
            dispatch_source_cancel(_timer);
        }
        else{  
            timeout--;
            dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
                //更新主界面的操作
                NSLog(@"%d秒后可重新获取验证码",timeout);
                
            });
        }
    });
    
    //开启信号源监听
    dispatch_resume(_timer);

分析：dispatch_source_set_timer，该函数的作用就是给监听事件类型为DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER的Dispatch Source设置相关属性，该函数有四个参数：

source：该参数为目标Dispatch Source，类型为dispatch_source_t.
start：该参数为定时器的起始时间，类型为dispatch_time_t。
interval：该参数为定时器的间隔时间，类型为UInt64，间隔时间的单位是纳秒。
leeway：该参数为间隔时间的精度，类型为UInt64，时间单位也是纳秒。

进度条信号源案例

@interface ViewController ()
@property (weak, nonatomic) IBOutlet UIProgressView *progressView;
@property (nonatomic, strong) dispatch_source_t source;
@property (nonatomic, strong) dispatch_queue_t queue;
@property (nonatomic, assign) NSUInteger totalComplete;
@property (nonatomic) BOOL isRunning;
@end

@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    //初始进度条
    self.totalComplete = 0;
    //串行队列
    self.queue = dispatch_queue_create("ahua.com", NULL);
    //自定义信号源
    self.source = dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_ADD, 0, 0, dispatch_get_main_queue());
    //监听信号源派送的事件
    dispatch_source_set_event_handler(self.source, ^{
        //信号源每次发送的值都是1，进度条++1
        NSUInteger value = dispatch_source_get_data(self.source);
        self.totalComplete += value;
        NSLog(@"进度: %.2f",self.totalComplete/100.0);
        self.progressView.progress = self.totalComplete/100.0;
    });
    self.isRunning = YES;
    //开启监听
    dispatch_resume(self.source);
}
//点击按钮开启或者暂停信号源
- (IBAction)didClickStartOrPauseAction:(id)sender {
    if (self.isRunning) {
        //挂起信号源和队列
        dispatch_suspend(self.source);
        dispatch_suspend(self.queue);
        NSLog(@"已经暂停");
        self.isRunning = NO;
        [sender setTitle:@"暂停中.." forState:UIControlStateNormal];
    }else{
        dispatch_resume(self.source);
        dispatch_resume(self.queue);
        NSLog(@"已经执行了");
        self.isRunning = YES;
        [sender setTitle:@"执行中.." forState:UIControlStateNormal];
    }
}
//点击屏幕向信号源派送事件，模拟触发进度条更新
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
    for (int i= 0; i<100; i++) {
        //串行队列每一秒派送一次事件
        dispatch_async(self.queue, ^{
            if (!self.isRunning) {
                NSLog(@"已经暂停");
                return;
            }
            sleep(1);
            dispatch_source_merge_data(self.source, 1);
        });
    }
}

ios GCD深入应用

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