iOS多线程之Grand Central Dispatch(GCD)详解

GCD 技术中，同步（synchronization）\ 异步（asynchronization），串行（serial）\ 并行（concurrency）等概念常常令人迷惑，不好理解。本文将对这两对概念进行尽可能简单的阐释。

同步和异步是针对当前代码流（即当前线程）和加入队列中的任务之间执行顺序的关系而言的。以同步的方式向队列中添加任务会阻塞当前线程，直到同步到队列中的任务执行完毕返回后，才会接着执行当前的代码流；以异步的方式向队列中添加的任务则不会阻塞当前线程，将任务添加到队列中后，不用等待任务执行完毕，即刻执行当前代码流。

串行和并行是针对一个队列中的多个任务执行顺序而言的。串行队列是指队列中的任务是一个接一个地执行的，队首的任务执行完毕后才能执行其后面的任务，直至执行队尾的任务；并行队列是指队列中的任务可以并发地执行，即开始执行队首的任务后，不必等其执行完毕就可以接着开始执行队首之后的任务，因此在某一时刻可能存在同时执行的多个任务。

GCD中有三种队列类型：

1. The main queue: 与主线程功能相同。实际上，提交至main queue的任务会在主线程中执行。main queue可以调用dispatch_get_main_queue()来获得。因为main queue是与主线程相关的，所以这是一个串行队列。
2. Global queues: 全局队列是并发队列，并由整个进程共享。进程中存在三个全局队列：高、中（默认）、低三个优先级队列。可以调用dispatch_get_global_queue函数传入优先级来访问队列。
3. 用户队列: 用户队列 (GCD并不这样称呼这种队列, 但是没有一个特定的名字来形容这种队列，所以我们称其为用户队列) 是用函数 dispatch_queue_create 创建的队列. 这些队列是串行的。正因为如此，它们可以用来完成同步机制, 有点像传统线程中的mutex。

dispatch_async

向一个队列提交Job很简单：调用dispatch_async函数，传入一个队列和一个block。队列会在轮到这个block执行时执行这个block的代码。下面的例子是一个在后台执行一个巨长的任务：

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dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        [self goDoSomethingLongAndInvolved];
        NSLog(@"Done doing something long and involved");
});

dispatch_async 函数会立即返回, block会在后台异步执行。
当然，通常，任务完成时简单地NSLog个消息不是个事儿。在典型的Cocoa程序中，你很有可能希望在任务完成时更新界面，这就意味着需要在主线程中执行一些代码。你可以简单地完成这个任务——使用嵌套的dispatch，在外层中执行后台任务，在内层中将任务dispatch到main queue：

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dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        [self goDoSomethingLongAndInvolved];
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            [textField setStringValue:@"Done doing something long and involved"];
        });
});

dispatch_sync

它干的事儿和dispatch_async相同，但是它会等待block中的代码执行完成并返回。结合 __block类型修饰符，可以用来从执行中的block获取一个值。例如，你可能有一段代码在后台执行，而它需要从界面控制层获取一个值。那么你可以使用dispatch_sync简单办到

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__block NSString *stringValue;
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
        // __block variables aren't automatically retained
        // so we'd better make sure we have a reference we can keep
        stringValue = [[textField stringValue] copy];
});
[stringValue autorelease];
// use stringValue in the background now

dispatch_once

我们通常利用dispatch_once来创建单例

void dispatch_once( dispatch_once_t *predicate, dispatch_block_t block);

该函数接收一个dispatch_once用于检查该代码块是否已经被调度的谓词（是一个长整型，实际上作为BOOL使用）。它还接收一个希望在应用的生命周期内仅被调度一次的代码块，对于本例就用于NSURLSession实例的实例化。dispatch_one不仅意味着代码仅会被运行一次，而且还是线程安全的，这就意味着你不需要使用诸如@synchronized之类的来防止使用多个线程或者队列时不同步的问题。
如果被多个线程调用，该函数会同步等等直至代码块完成。

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func currentSession() -> NSURLSession {
        var predicate: dispatch_once_t = 0
        var currentSession: NSURLSession? = nil
        dispatch_once(&predicate) { () -> Void in
            currentSession = NSURLSession(configuration: NSURLSessionConfiguration.defaultSessionConfiguration(), delegate: self, delegateQueue: nil)
        }
        return currentSession!
    }

就这些，你现在在应用中就有一个共享的实例，该实例只会被创建一次。
该方法有很多优势：

1. 线程安全
2. 很好满足静态分析器要求
3. 和自动引用计数（ARC）兼容
4. 仅需要少量代码

dispatch_apply

执行某个代码片段N次

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func testDispatch() {
        //结果是：随机执行
        let queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0)
        //结果是：执行第: 0次 执行第: 1次 执行第: 2次 执行第: 3次 执行第: 4次
        let queue2 = dispatch_queue_create("benjamin", DISPATCH_QUEUE_SERIAL)
        //结果是：随机执行
        let queue3 = dispatch_queue_create("benjamin", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT)
        dispatch_apply(5, queue3) { (size: Int) -> Void in
            print("执行第: \(size)次")
        }
    }

好文链接：GCD(Grand Central Dispatch)教程