Swift GCD的完整指南

一、什麼是GCD

Grand Central Dispatch（簡稱GCD）是一個基於線程的並發編程技術，提供了一種簡單而強大的API來實現並行處理。

使用GCD，可以輕鬆地處理一些異步的任務，如網絡請求、複雜計算等，並確保不會阻塞主線程。

在Swift中，GCD是內置的，因此非常易於使用。

二、GCD的優點

GCD提供了很多優點：

1. 更容易處理異步任務。

2. 支持不同大小的工作隊列，以便更好地控制CPU的利用率。

3. 可以輕鬆地管理在多個線程中執行的任務。

4. 支持任務間的依賴關係，可以自動地解決數據依賴問題。

5. GCD使用起來非常簡單，使得代碼更易於編寫和維護。

三、GCD中的隊列

GCD有兩種不同類型的隊列：串行隊列和並發隊列。

1. 串行隊列

串行隊列（Serial Queue）是一種按順序執行任務的隊列，每次只會執行一個任務。在任務完成之後，才會執行隊列中的下一個任務。

串行隊列可以使用dispatch_queue_create函數創建，如下所示：

let serialQueue = DispatchQueue(label: "com.example.serialQueue")

這個函數接受一個名為label的參數，用於標識該隊列。與其他GCD函數一樣，這個函數是線程安全的。

2. 並發隊列

並發隊列（Concurrent Queue）是一種可以並行執行任務的隊列，可以同時執行多個任務。

與串行隊列不同，任務的執行順序是不確定的。這就是所謂的並發性。

並發隊列也可以使用dispatch_queue_create函數創建，如下所示：

let concurrentQueue = DispatchQueue(label: "com.example.concurrentQueue", attributes: .concurrent)

這裡需要注意的是，需要傳遞一個標識符和屬性參數。.concurrent屬性表示這是一個並發隊列。

四、隊列的使用示例

下面是一個使用串行隊列的示例。它從一個URL中下載圖像，然後在主線程中顯示圖像：

// 從URL中下載圖像
let url = URL(string: "https://example.com/image.jpg")!
let data = try! Data(contentsOf: url)
let image = UIImage(data: data)

// 在主線程中更新UI
DispatchQueue.main.async {
    imageView.image = image
}

通過使用dispatch_async函數，可以將這個任務添加到主隊列中。這會確保任務在主線程中執行，以便更新UI。

下面是一個將多個任務添加到隊列中的示例：

// 創建一個串行隊列
let serialQueue = DispatchQueue(label: "com.example.serialQueue")

// 添加任務
serialQueue.async {
    print("Task 1")
}

serialQueue.async {
    print("Task 2")
}

serialQueue.async {
    print("Task 3")
}

由於這是串行隊列，因此任務將按順序執行。這意味着「Task 1」將在「Task 2」之前完成。

五、GCD中的同步和異步

GCD提供了兩種方式來處理任務：同步和異步。

1. 同步任務

同步任務會阻塞當前隊列，並等待任務完成後才會繼續執行下一個任務。

同步任務可以使用以下函數：

dispatch_sync(queue: DispatchQueue, execute: (() -> Void))

下面是一個同步任務的示例：

// 創建一個串行隊列
let queue = DispatchQueue(label: "com.example.serialQueue")

// 執行同步任務
queue.sync {
    print("Task 1")
}

print("Task 2")

在這個示例中，「Task 1」將會在「Task 2」之前完成。這是因為同步任務阻塞了當前隊列。

2. 異步任務

異步任務不會阻塞當前隊列，並且會在後台執行任務。

異步任務可以使用以下函數：

dispatch_async(queue: DispatchQueue, execute: (() -> Void))

下面是一個異步任務的示例：

// 創建一個串行隊列
let queue = DispatchQueue(label: "com.example.serialQueue")

// 執行異步任務
queue.async {
    print("Task 1")
}

print("Task 2")

在這個示例中，「Task 1」將會在「Task 2」之後完成。這是因為異步任務不會阻塞當前隊列。

六、GCD中的Group

GCD還提供了另一種方式來處理一組任務：Group。

1. 創建一個Group

可以使用以下函數創建一個Group：

dispatch_group_create()

這會返回一個dispatch_group_t對象。

2. 將任務添加到Group中

可以使用以下函數將任務添加到Group中：

dispatch_group_async(group: dispatch_group_t, queue: DispatchQueue, execute: (() -> Void))

這樣就可以將任務添加到Group中，並且異步執行。

3. 等待Group中的任務完成

可以使用以下函數來等待Group中的任務完成：

dispatch_group_wait(group: dispatch_group_t, timeout: DispatchTime)

這會阻塞當前隊列，直到Group中所有的任務都已完成。

4. 使用Notify來等待Group中的任務完成

可以使用以下函數將一個閉包添加到Group中，並在Group中的所有任務完成時調用它：

dispatch_group_notify(group: dispatch_group_t, queue: DispatchQueue, execute: (() -> Void))

當Group中所有任務都已完成時，這個閉包將會被異步執行。

七、總結

Swift GCD是一種非常方便和強大的並發編程技術，在處理異步任務時非常有用。

GCD提供了兩種不同類型的隊列，串行隊列和並發隊列，以及同步和異步執行任務的功能。

此外，GCD還提供了一種處理多個任務的Group機制，可以使任務的處理更加智能。

GCD的使用非常簡單，因此可以提高代碼的可讀性和維護性。