GCD分析-23-内存中的消息队列原理

1. GCD中的消息队列

GCD中的消息队列是一个先进先出的（FIFO）队列，用于存储任务。当一个线程将任务添加到队列时，该任务将被排队，直到另一个线程从队列中获取并执行它。

GCD的消息队列由一个链表实现，其中每个节点存储一个任务和一个指向下一个节点的指针。当一个线程将任务添加到队列时，它将创建一个新的节点并将其添加到链表的末尾。当一个线程从队列中获取任务时，它将从链表的头部获取第一个任务并将其删除。

GCD的消息队列是线程安全的，这意味着多个线程可以同时访问它而不会出现数据损坏。这是因为GCD使用了锁来保护队列，以确保只有一个线程可以同时访问它。

2. GCD中消息队列的创建和使用

GCD中的消息队列是通过dispatch_queue_create()函数创建的。该函数接受一个参数，即队列的类型。GCD提供了四种类型的队列：

• 串行队列 ：串行队列一次只能执行一个任务。这意味着，当一个任务在串行队列中执行时，其他任务必须等待，直到该任务完成。
• 并发队列 ：并发队列可以同时执行多个任务。这意味着，当一个任务在并发队列中执行时，其他任务可以同时执行。
• 主队列 ：主队列是应用程序的主线程的队列。这意味着，当一个任务在主队列中执行时，它将在应用程序的主线程中执行。
• 全局并发队列 ：全局并发队列是一组共享的并发队列，可以被应用程序中的所有线程使用。

创建队列后，可以使用dispatch_async()或dispatch_sync()函数将任务添加到队列中。dispatch_async()函数将任务添加到队列中并立即返回，而dispatch_sync()函数将任务添加到队列中并等待任务完成才返回。

3. GCD中消息队列的原理

GCD中的消息队列是通过一个链表实现的。链表中的每个节点存储一个任务和一个指向下一个节点的指针。当一个线程将任务添加到队列时，它将创建一个新的节点并将其添加到链表的末尾。当一个线程从队列中获取任务时，它将从链表的头部获取第一个任务并将其删除。

GCD的消息队列是线程安全的，这意味着多个线程可以同时访问它而不会出现数据损坏。这是因为GCD使用了锁来保护队列，以确保只有一个线程可以同时访问它。

4. GCD中消息队列的应用场景

GCD中的消息队列可以用于实现多种多线程编程模式，包括：

• 生产者-消费者模式 ：在生产者-消费者模式中，一个线程（生产者）将任务添加到队列中，另一个线程（消费者）从队列中获取任务并执行它。这可以用于实现数据流处理、视频编码和解码等任务。
• 任务并行化 ：任务并行化是指将一个任务分解成多个子任务，然后将这些子任务分配给多个线程同时执行。这可以用于实现图像处理、数值计算等任务。
• 线程同步 ：线程同步是指确保多个线程按照预定的顺序执行。这可以用于实现死锁避免、资源共享等任务。

5. 总结

GCD中的消息队列是实现多线程编程的基础设施。它提供了多种功能，可以帮助开发人员轻松地实现多种多线程编程模式。在实际开发中，GCD中的消息队列可以用于实现生产者-消费者模式、任务并行化和线程同步等任务。