GCD使用攻略
什么是GCD
Grand Central Dispatch (GCD)是Apple開(kāi)發(fā)的一個(gè)多核編程的解決方法。該方法在Mac OS X 10.6雪豹中首次推出，并隨后被引入到了iOS4.0中。GCD是一個(gè)替代諸如NSThread, NSOperationQueue, NSInvocationOperation等技術(shù)的很高效和強(qiáng)大的技術(shù)，它看起來(lái)象就其它語(yǔ)言的閉包(Closure)一樣，但蘋(píng)果把它叫做blocks。
應(yīng)用舉例
讓我們來(lái)看一個(gè)編程場(chǎng)景。我們要在iphone上做一個(gè)下載網(wǎng)頁(yè)的功能，該功能非常簡(jiǎn)單，就是在iphone上放置一個(gè)按鈕，點(diǎn)擊該按鈕時(shí)，顯示一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的圓圈，表示正在進(jìn)行下載，下載完成之后，將內(nèi)容加載到界面上的一個(gè)文本控件中。
不用GCD前
雖然功能簡(jiǎn)單，但是我們必須把下載過(guò)程放到后臺(tái)線程中，否則會(huì)阻塞UI線程顯示。所以，如果不用GCD, 我們需要寫(xiě)如下3個(gè)方法：
- someClick 方法是點(diǎn)擊按鈕后的代碼，可以看到我們用NSInvocationOperation建了一個(gè)后臺(tái)線程，并且放到NSOperationQueue中。后臺(tái)線程執(zhí)行download方法。
- download 方法處理下載網(wǎng)頁(yè)的邏輯。下載完成后用performSelectorOnMainThread執(zhí)行download_completed 方法。
- download_completed 進(jìn)行clear up的工作，并把下載的內(nèi)容顯示到文本控件中。
這3個(gè)方法的代碼如下。可以看到，雖然 開(kāi)始下載 -> 下載中 -> 下載完成 這3個(gè)步驟是整個(gè)功能的三步。但是它們卻被切分成了3塊。他們之間因?yàn)槭?個(gè)方法，所以還需要傳遞數(shù)據(jù)參數(shù)。如果是復(fù)雜的應(yīng)用，數(shù)據(jù)參數(shù)很可能就不象本例子中的NSString那么簡(jiǎn)單了，另外，下載可能放到Model的類(lèi)中來(lái)做，而界面的控制放到View Controller層來(lái)做，這使得本來(lái)就分開(kāi)的代碼變得更加散落。代碼的可讀性大大降低。
- static NSOperationQueue * queue;
- - (IBAction)someClick:(id)sender {
- self.indicator.hidden = NO;
- [self.indicator startAnimating];
- queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
- NSInvocationOperation * op = [[[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self selector:@selector(download) object:nil] autorelease];
- [queue addOperation:op];
- }
- - (void)download {
- NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://www.youdao.com"];
- NSError * error;
- NSString * data = [NSString stringWithContentsOfURL:url encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];
- if (data != nil) {
- [self performSelectorOnMainThread:@selector(download_completed:) withObject:data waitUntilDone:NO];
- } else {
- NSLog(@"error when download:%@", error);
- [queue release];
- }
- }
- - (void) download_completed:(NSString *) data {
- NSLog(@"call back");
- [self.indicator stopAnimating];
- self.indicator.hidden = YES;
- self.content.text = data;
- [queue release];
- }
使用GCD后
如果使用GCD，以上3個(gè)方法都可以放到一起，如下所示：
- // 原代碼塊一
- self.indicator.hidden = NO;
- [self.indicator startAnimating];
- dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
- // 原代碼塊二
- NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"http://www.youdao.com"];
- NSError * error;
- NSString * data = [NSString stringWithContentsOfURL:url encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];
- if (data != nil) {
- // 原代碼塊三
- dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
- [self.indicator stopAnimating];
- self.indicator.hidden = YES;
- self.content.text = data;
- });
- } else {
- NSLog(@"error when download:%@", error);
- }
- });
首先我們可以看到，代碼變短了。因?yàn)樯倭嗽瓉?lái)3個(gè)方法的定義，也少了相互之間需要傳遞的變量的封裝。
另外，代碼變清楚了，雖然是異步的代碼，但是它們被GCD合理的整合在一起，邏輯非常清晰。如果應(yīng)用上MVC模式，我們也可以將View Controller層的回調(diào)函數(shù)用GCD的方式傳遞給Modal層，這相比以前用@selector的方式，代碼的邏輯關(guān)系會(huì)更加清楚。
GCD的定義
簡(jiǎn)單GCD的定義有點(diǎn)象函數(shù)指針，差別是用 ^ 替代了函數(shù)指針的 * 號(hào)，如下所示：
- // 申明變量
- (void) (^loggerBlock)(void);
- // 定義
- loggerBlock = ^{
- NSLog(@"Hello world");
- };
- // 調(diào)用
- loggerBlock();
但是大多數(shù)時(shí)候，我們通常使用內(nèi)聯(lián)的方式來(lái)定義它，即將它的程序塊寫(xiě)在調(diào)用的函數(shù)里面，例如這樣：
- dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
- // something
- });
從上面大家可以看出，block有如下特點(diǎn)：
- 程序塊可以在代碼中以內(nèi)聯(lián)的方式來(lái)定義。
- 程序塊可以訪問(wèn)在創(chuàng)建它的范圍內(nèi)的可用的變量。
系統(tǒng)提供的dispatch方法
為了方便地使用GCD，蘋(píng)果提供了一些方法方便我們將block放在主線程 或 后臺(tái)線程執(zhí)行，或者延后執(zhí)行。使用的例子如下：
- // 后臺(tái)執(zhí)行：
- dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
- // something
- });
- // 主線程執(zhí)行：
- dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
- // something
- });
- // 一次性執(zhí)行：
- static dispatch_once_t onceToken;
- dispatch_once(&onceToken, ^{
- // code to be executed once
- });
- // 延遲2秒執(zhí)行：
- double delayInSeconds = 2.0;
- dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, delayInSeconds * NSEC_PER_SEC);
- dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^(void){
- // code to be executed on the main queue after delay
- });
dispatch_queue_t 也可以自己定義，如要要自定義queue，可以用dispatch_queue_create方法，示例如下：
- dispatch_queue_t urls_queue = dispatch_queue_create("blog.devtang.com", NULL);
- dispatch_async(urls_queue, ^{
- // your code
- });
- dispatch_release(urls_queue);
另外，GCD還有一些高級(jí)用法，例如讓后臺(tái)2個(gè)線程并行執(zhí)行，然后等2個(gè)線程都結(jié)束后，再匯總執(zhí)行結(jié)果。這個(gè)可以用dispatch_group, dispatch_group_async 和 dispatch_group_notify來(lái)實(shí)現(xiàn)，示例如下：
- dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
- dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
- // 并行執(zhí)行的線程一
- });
- dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
- // 并行執(zhí)行的線程二
- });
- dispatch_group_notify(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
- // 匯總結(jié)果
- });
修改block之外的變量
默認(rèn)情況下，在程序塊中訪問(wèn)的外部變量是復(fù)制過(guò)去的，即寫(xiě)操作不對(duì)原變量生效。但是你可以加上 __block來(lái)讓其寫(xiě)操作生效，示例代碼如下：
- __block int a = 0;
- void (^foo)(void) = ^{
- a = 1;
- }
- foo();
- // 這里，a的值被修改為1
后臺(tái)運(yùn)行
GCD的另一個(gè)用處是可以讓程序在后臺(tái)較長(zhǎng)久的運(yùn)行。在沒(méi)有使用GCD時(shí)，當(dāng)app被按home鍵退出后，app僅有最多5秒鐘的時(shí)候做一些保存或清理資源的工作。但是在使用GCD后，app最多有10分鐘的時(shí)間在后臺(tái)長(zhǎng)久運(yùn)行。這個(gè)時(shí)間可以用來(lái)做清理本地緩存，發(fā)送統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等工作。
讓程序在后臺(tái)長(zhǎng)久運(yùn)行的示例代碼如下：
- // AppDelegate.h文件
- @property (assign, nonatomic) UIBackgroundTaskIdentifier backgroundUpdateTask;
- // AppDelegate.m文件
- - (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application
- {
- [self beingBackgroundUpdateTask];
- // 在這里加上你需要長(zhǎng)久運(yùn)行的代碼
- [self endBackgroundUpdateTask];
- }
- - (void)beingBackgroundUpdateTask
- {
- self.backgroundUpdateTask = [[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:^{
- [self endBackgroundUpdateTask];
- }];
- }
- - (void)endBackgroundUpdateTask
- {
- [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask: self.backgroundUpdateTask];
- self.backgroundUpdateTask = UIBackgroundTaskInvalid;
- }
總結(jié)
總體來(lái)說(shuō)，GCD能夠極大地方便開(kāi)發(fā)者進(jìn)行多線程編程。如果你的app不需要支持iOS4.0以下的系統(tǒng)，那么就應(yīng)該盡量使用GCD來(lái)處理后臺(tái)線程和UI線程的交互。
