Grand Central Dispatch (GCD)是异步执行任务的计数之一。一般讲应用程序中计数的线程管理用的代码在系统级中实现。开发者只需要定义想执行的任务并追加到适当的Dispatch Queue中，GCD就能生成必要的线程并计划执行任务。由于线程管理是作为系统的一部分来实现的，因此可统一管理，也可执行任务，这样就比以前的线程更有效率。

队列

Dispatch Queue ：执行处理的等待队列，采用 FIFO（先进先出）的原则。

队列分为两种：

• 串行队列：队列中的任务顺序执行；
• 并行队列：队列中的任务通常会并发执行。这里需要强调下，根据队列的先进先出原则，任务执行完毕了，不一定出队列。只有前面的任务执行完了，才会出队列。

我们可以通过系统提供的主队类、全局队列或者自定义队列获取队列使用。

主队列

Main Dispatch Queue本质是一个特殊的串行队列，主队列的任务都在主线程来执行，专门负责调度主线程度的任务，无法开辟新的线程。所以，在主队列下的任务不管是异步任务还是同步任务都不会开辟线程，任务只会在主线程顺序执行。如果在主线程上已经有任务正在执行，主队列会等到主线程空闲后再调度任务。

获取方式：

dispatch_queue_t mainDispatchQueue = dispatch_get_main_queue();

全局队列

Global Dispatch Queue 是所有用用程序都能够使用的并行队列。全局队列默认有4个执行优先级：高优先级（High Priority）、默认优先级（Default Priority）、低优先级（Low Priority）、后台优先级（Background Priority）。
获取方式：

dispatch_queue_t globalDispatchQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

自定义队列

使用 dispatch_queue_create(const char *_Nullable label, dispatch_queue_attr_t _Nullable attr方法来创建队列。该方法传入两个参数：
第一个参数要附加到队列的字符串标签，可为NULL。
第二个参数为队列属性，识别是串行队列还是并发队列。DISPATCH_QUEUE_SERIAL 为串行队列，DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT为并发队列。

//串行队列
dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("com.test.serialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
//并行队列
dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("com.test.concurrentQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

任务执行方式：

• 同步：

同步添加任务到指定的队列中，在添加的任务执行结束之前，会一直等待，直到队列里面的任务完成之后再继续执行。
只能在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力。

dispatch_sync(queue, ^{
    
});

• 异步：

异步添加任务到指定的队列中，它不会做任何等待，可以继续执行任务。
可以在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力。

dispatch_async(queue, ^{
    
});

• 同步与异步的区别

同步任务优先级高，在线程中有执行顺序，不会开启新的线程。
异步任务优先级低，在线程中执行没有顺序，看cpu闲不闲。在主队列中不会开启新的线程，其他队列会开启新的线程。

    dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("concurrentQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

    dispatch_async(concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"1");
    });
    dispatch_sync(concurrentQueue, ^{
        NSLog(@"2");
    });
输出结果：
2
1

队列与任务执行方式组合

队列与任务执行方式组合.png

主队列与主线程

主队列中的任务一定在主线程执行，在主线程中执行的任务不一定来至主队列。

使用注意

• 主队列

在主队列开启异步任务，不会开启新的线程而是依然在主线程中执行代码块中的代码。为什么不会阻塞线程？

主队列开启异步任务，虽然不会开启新的线程，但是他会把异步任务降低优先级，等闲着的时候，就会在主线程上执行异步任务。

• 并行队列里开启同步任务不会开辟新的线程，顺序执行；只有异步才会开启新的线程，任务没有固定执行顺序

• 串行队列开启异步任务，会开辟一条新的线程，任务顺序执行

• 串行队列开启异步任务后嵌套同步任务造成死锁

    dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("com.test.serialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    dispatch_async(serialQueue, ^{
        
        NSLog(@"异步任务%@", [NSThread currentThread]);
        
        //下面开启同步造成死锁：因为串行队列中线程是有执行顺序的，需要等上面开启的异步任务执行完毕，才会执行下面开启的同步任务。而上面的异步任务还没执行完，要到下面的大括号才算执行完毕，而下面的同步任务已经在抢占资源了，就会发生死锁。
        
        dispatch_sync(serialQueue, ^{
            
            NSLog(@"同步任务%@", [NSThread currentThread]);
        });
        
    });

• 串行队列开启同步任务后嵌套同步任务造成死锁

    dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("com.test.serialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    dispatch_sync(serialQueue, ^{
        
        NSLog(@"同步任务%@", [NSThread currentThread]);
        
        //下面开启同步造成死锁：因为串行队列中线程是有执行顺序的，需要等上面开启的同步任务执行完毕，才会执行下面开启的同步任务。而上面的同步任务还没执行完，要到下面的大括号才算执行完毕，而下面的同步任务已经在抢占资源了，就会发生死锁。
        
        dispatch_sync(serialQueue, ^{
            
            NSLog(@"同步任务%@", [NSThread currentThread]);
        });
        
    });

• 串行队列开启同步任务后嵌套异步任务不造成死锁

    dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("com.test.serialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    dispatch_sync(serialQueue, ^{
        
        NSLog(@"同步任务%@", [NSThread currentThread]);
        
        dispatch_async(serialQueue, ^{
            
            NSLog(@"异步任务%@", [NSThread currentThread]);
        });
        
    });

请注意，队列不是线程！单个队列可以为多个工作线程提供服务，反之亦然。

示例

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view.
    dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
        [self doSomething];
    });
}

GCD.png

主队列中提交viewDidLoad任务之后提交一个blcok任务，但无论哪一个任务都要分配到主线程执行。现在分配的viewDidLoad在主线程中处理时在其执行过程中需要调用block任务，当block同步调用执行完成之后viewDidLoad方法才能继续执行，所以viewDidLoad的调用结束需要依赖后续提交的block任务，而根据队列的先进先出原则block任务执行需要等待viewDidLoad执行完成才能执行，因此产生了相互等待，引起死锁。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view.
    dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("com.test.serialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_sync(serialQueue, ^{
        [self doSomething];
    });
}

此时viewDidLoad提交到主队列，block提交到自定义串行队列。
viewDidLoad在主队类执行时会在主线程执行，执行过程中需要同步提交一个block任务至串行队列，此时串行队列中的block任务是同步提交则最终任务会在主线程中执行，当block任务在主线程中执行完成之后，继续执行主队列中viewDidLoad后续任务。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view.
    dispatch_queue_t globalDispatchQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    NSLog(@"1");
    dispatch_sync(globalDispatchQueue, ^{
        NSLog(@"2");
        dispatch_sync(globalDispatchQueue, ^{
            NSLog(@"3");
        });
        NSLog(@"4");
    });
    NSLog(@"5");
}

结果：12345
同步提交任务不会开辟新线程。首先输出log1,此时通过同步方式提交一个任务至全局并发队列，其任务在主线程执行，输出log2。之后在block中又提交了一个同步任务至全局并行队列(并行队列特点就是提交至并发队列中的所有任务都可以并发执行,此时同步提交的任务不影响上一个未执行完的任务)，输出log3,之后一次输出log4,log5。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view.
    dispatch_queue_t globalDispatchQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    dispatch_async(globalDispatchQueue, ^{
        NSLog(@"1");
        [self performSelector:@selector(printLog) withObject:nil afterDelay:0];
        NSLog(@"3");
    });
}
- (void)printLog {
    NSLog(@"2");
}

输出结果：13

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• 参考资料

iOS 多线程：『GCD』详尽总结
《Objective-C高级编程-iOS与OS X多线程和内存管理》