#GCD介绍
##（一）: 基本概念和Dispatch Queue

什么是GCD？
Grand Central Dispatch或者GCD，是一套低层API，提供了一种新的方法来进行并发程序编写。从基本功能上讲，GCD有点像NSOperationQueue，他们都允许程序将任务切分为多个单一任务然后提交至工作队列来并发地或者串行地执行。GCD比之NSOpertionQueue更底层更高效，并且它不是Cocoa框架的一部分。
除了代码的平行执行能力，GCD还提供高度集成的事件控制系统。可以设置句柄来响应文件描述符、mach ports（Mach port 用于 OS X上的进程间通讯）、进程、计时器、信号、用户生成事件。这些句柄通过GCD来并发执行。
GCD的API很大程度上基于block，当然，GCD也可以脱离block来使用，比如使用传统c机制提供函数指针和上下文指针。实践证明，当配合block使用时，GCD非常简单易用且能发挥其最大能力。
你可以在Mac上敲命令“man dispatch”来获取GCD的文档。
为何使用?
GCD提供很多超越传统多线程编程的优势：
易用: GCD比之thread跟简单易用。由于GCD基于work unit而非像thread那样基于运算，所以GCD可以控制诸如等待任务结束、监视文件描述符、周期执行代码以及工作挂起等任务。基于block的血统导致它能极为简单得在不同代码作用域之间传递上下文。
效率: GCD被实现得如此轻量和优雅，使得它在很多地方比之专门创建消耗资源的线程更实用且快速。这关系到易用性：导致GCD易用的原因有一部分在于你可以不用担心太多的效率问题而仅仅使用它就行了。
性能: GCD自动根据系统负载来增减线程数量，这就减少了上下文切换以及增加了计算效率。

###Dispatch Objects
尽管GCD是纯c语言的，但它被组建成面向对象的风格。GCD对象被称为dispatch object。Dispatch object像Cocoa对象一样是引用计数的。使用dispatch_release和dispatch_retain函数来操作dispatch object的引用计数来进行内存管理。但主意不像Cocoa对象，dispatch object并不参与垃圾回收系统，所以即使开启了GC，你也必须手动管理GCD对象的内存。
Dispatch queues 和 dispatch sources（后面会介绍到）可以被挂起和恢复，可以有一个相关联的任意上下文指针，可以有一个相关联的任务完成触发函数。可以查阅“man dispatch_object”来获取这些功能的更多信息。

###Dispatch Queues
GCD的基本概念就是dispatch queue。dispatch queue是一个对象，它可以接受任务，并将任务以先到先执行的顺序来执行。dispatch queue可以是并发的或串行的。并发任务会像NSOperationQueue那样基于系统负载来合适地并发进行，串行队列同一时间只执行单一任务。

GCD中有三种队列类型：

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。
Global queues: 全局队列是并发队队列，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。
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。

创建队列
要使用用户队列，我们首先得创建一个。调用函数dispatch_queue_create就行了。函数的第一个参数是一个标签，这纯是为了debug。Apple建议我们使用倒置域名来命名队列，比如“com.dreamingwish.subsystem.task”。这些名字会在崩溃日志中被显示出来，也可以被调试器调用，这在调试中会很有用。第二个参数目前还不支持，传入NULL就行了。

dispatch队列的生成可以有这几种方式：
1. dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.dispatch.serial", DISPATCH_QUEUE_SERIAL); //生成一个串行队列，队列中的block按照先进先出（FIFO）的顺序去执行，实际上为单线程执行。第一个参数是队列的名称，在调试程序时会非常有用，所有尽量不要重名了。
2. dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.dispatch.concurrent", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); //生成一个并发执行队列，block被分发到多个线程去执行
3. dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); //获得程序进程缺省产生的并发队列，可设定优先级来选择高、中、低三个优先级队列。由于是系统默认生成的，所以无法调用dispatch_resume()和dispatch_suspend()来控制执行继续或中断。需要注意的是，三个队列不代表三个线程，可能会有更多的线程。并发队列可以根据实际情况来自动产生合理的线程数，也可理解为dispatch队列实现了一个线程池的管理，对于程序逻辑是透明的。
官网文档解释说共有三个并发队列，但实际还有一个更低优先级的队列，设置优先级为DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND。Xcode调试时可以观察到正在使用的各个dispatch队列。
4. dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue(); //获得主线程的dispatch队列，实际是一个串行队列。同样无法控制主线程dispatch队列的执行继续或中断。

#多核心的性能

为了在单一进程中充分发挥多核的优势，我们有必要使用多线程技术（我们没必要去提多进程，这玩意儿和GCD没关系）。在低层，GCD全局dispatch queue仅仅是工作线程池的抽象。这些队列中的Block一旦可用，就会被dispatch到工作线程中。提交至用户队列的Block最终也会通过全局队列进入相同的工作线程池（除非你的用户队列的目标是主线程，但是为了提高运行速度，我们绝不会这么干）。
有两种途径来通过GCD“榨取”多核心系统的性能：将单一任务或者一组相关任务并发至全局队列中运算；将多个不相关的任务或者关联不紧密的任务并发至用户队列中运算；
全局队列
设想下面的循环：

for(id obj in array)
    [self doSomethingIntensiveWith:obj];

假定 -doSomethingIntensiveWith: 是线程安全的且可以同时执行多个.一个array通常包含多个元素，这样的话，我们可以很简单地使用GCD来平行运算：

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
for(id obj in array)
    dispatch_async(queue, ^{
        [self doSomethingIntensiveWith:obj];
    });

如此简单，我们已经在多核心上运行这段代码了。

dispatch group
当然这段代码并不完美。有时候我们有一段代码要像这样操作一个数组，但是在操作完成后，我们还需要对操作结果进行其他操作

for(id obj in array)
    [self doSomethingIntensiveWith:obj];
[self doSomethingWith:array];

这时候使用GCD的 dispatch_async 就悲剧了.我们还不能简单地使用dispatch_sync来解决这个问题, 因为这将导致每个迭代器阻塞，就完全破坏了平行计算。
解决这个问题的一种方法是使用dispatch group。一个dispatch group可以用来将多个block组成一组以监测这些Block全部完成或者等待全部完成时发出的消息。使用函数dispatch_group_create来创建，然后使用函数dispatch_group_async来将block提交至一个dispatch queue，同时将它们添加至一个组。所以我们现在可以重新编码：

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_qeueue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
for(id obj in array)
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        [self doSomethingIntensiveWith:obj];
    });
dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
dispatch_release(group);
  
[self doSomethingWith:array];

如果这些工作可以异步执行，将函数-doSomethingWith:放在后台执行。我们使用dispatch_group_async函数建立一个block在组完成后执行：

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_qeueue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
for(id obj in array)
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        [self doSomethingIntensiveWith:obj];
    });
dispatch_group_notify(group, queue, ^{
    [self doSomethingWith:array];
});
dispatch_release(group);

不仅所有数组元素都会被平行操作，后续的操作也会异步执行，并且这些异步运算都会将程序的其他部分的负载考虑在内。注意如果-doSomethingWith:需要在主线程中执行，比如操作GUI，那么我们只要将main queue而非全局队列传给dispatch_group_notify函数就行了

dispatch_apply
对于同步执行，GCD提供了一个简化方法叫做dispatch_apply。这个函数调用单一block多次，并平行运算，然后等待所有运算结束，就像我们想要的那样：

spatch_queue_t queue = dispatch_get_global_qeueue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    dispatch_apply([array count], queue, ^(size_t index){
        [self doSomethingIntensiveWith:[array objectAtIndex:index]];
    });
    [self doSomethingWith:array];

这很棒，但是异步咋办？dispatch_apply函数可是没有异步版本的。但是我们使用的可是一个为异步而生的API啊！所以我们只要用dispatch_async函数将所有代码推到后台就行了：

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_qeueue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_async(queue, ^{
    dispatch_apply([array count], queue, ^(size_t index){
        [self doSomethingIntensiveWith:[array objectAtIndex:index]];
    });
    [self doSomethingWith:array];
});

dispatch source
何为Dispatch Sources
简单来说，dispatch source是一个监视某些类型事件的对象。当这些事件发生时，它自动将一个block放入一个dispatch queue的执行例程中。