GCD深入分析：掌握多线程编程的奥秘

2024-01-13 21:59:15

GCD简介

GCD全称为Grand Central Dispatch，是苹果公司为多核处理器环境开发的底层并发编程API，在OS X v10.6和iOS 4中引入。GCD提供了一组高效且易于使用的API，使开发人员能够轻松创建和管理并发任务。

GCD的主要组成部分是队列（queue）和派发（dispatch）机制。队列用于存储任务，而派发机制用于将任务分配给合适的线程执行。GCD提供了两种类型的队列：串行队列和并发队列。串行队列中的任务按顺序执行，而并发队列中的任务可以同时执行。

GCD还提供了一些同步和异步的API，用于控制任务的执行顺序和等待结果。同步API会阻塞当前线程，直到任务执行完成，而异步API不会阻塞当前线程，任务执行完成后会通过回调函数通知。

GCD中的函数与队列组合

GCD提供了四种函数和队列的组合方式：同步串行、同步并发、异步串行和异步并发。

同步串行：使用dispatch_sync函数和串行队列时，任务将按顺序执行，并且当前线程会阻塞，直到所有任务执行完成。
同步并发：使用dispatch_sync函数和并发队列时，任务可以同时执行，但当前线程会阻塞，直到所有任务执行完成。
异步串行：使用dispatch_async函数和串行队列时，任务将按顺序执行，但当前线程不会阻塞，而是会继续执行其他任务。
异步并发：使用dispatch_async函数和并发队列时，任务可以同时执行，并且当前线程不会阻塞，而是会继续执行其他任务。

GCD的性能调度

GCD采用了一种称为“任务窃取”（task stealing）的机制来调度任务。当某个线程没有任务可执行时，它可以从其他线程窃取任务来执行。这种机制可以提高CPU利用率，并减少任务等待时间。

GCD的耗能

GCD中的任务执行是通过创建新的线程来完成的。每个线程都需要占用一定的空间和资源，因此GCD的使用可能会增加应用程序的耗能。因此，在使用GCD时，需要注意任务的数量和类型，避免过度使用GCD，以免对应用程序的性能造成影响。

GCD面试题

GCD中的队列有哪些类型？
GCD中的函数有哪些类型？
GCD如何调度任务？
GCD如何管理任务的执行顺序？
GCD如何等待任务执行完成？

GCD线程资源共享

GCD中的线程共享相同的内存空间，因此它们可以访问相同的全局变量。但是，线程之间的共享变量必须进行同步，以避免数据竞争（data race）和死锁（deadlock）等问题。GCD提供了多种同步机制，如互斥锁（mutex）、信号量（semaphore）和条件变量（condition variable），可用于实现线程之间的同步。