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概念

為了在單一進程中充分發(fā)揮多核的優(yōu)勢，我們有必要使用多線程技術（我們沒必要去提多進程，這玩意兒和GCD沒關系）。在低層，GCD全局dispatch queue僅僅是工作線程池的抽象。這些隊列中的Block一旦可用，就會被dispatch到工作線程中。提交至用戶隊列的Block最終也會通過全局隊列進入相同的工作線程池（除非你的用戶隊列的目標是主線程，但是為了提高運行速度，我們絕不會這么干）。

有兩種途徑來通過GCD“榨取”多核心系統(tǒng)的性能：將單一任務或者一組相關任務并發(fā)至全局隊列中運算；將多個不相關的任務或者關聯(lián)不緊密的任務并發(fā)至用戶隊列中運算；

全局隊列

設想下面的循環(huán)：

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

假定 -doSomethingIntensiveWith: 是線程安全的且可以同時執(zhí)行多個.一個array通常包含多個元素，這樣的話，我們可以很簡單地使用GCD來平行運算：

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

如此簡單，我們已經在多核心上運行這段代碼了。

當然這段代碼并不完美。有時候我們有一段代碼要像這樣操作一個數(shù)組，但是在操作完成后，我們還需要對操作結果進行其他操作：

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

這時候使用GCD的 dispatch_async 就悲劇了.我們還不能簡單地使用dispatch_sync來解決這個問題, 因為這將導致每個迭代器阻塞，就完全破壞了平行計算。

解決這個問題的一種方法是使用dispatch group。一個dispatch group可以用來將多個block組成一組以監(jiān)測這些Block全部完成或者等待全部完成時發(fā)出的消息。使用函數(shù)dispatch_group_create來創(chuàng)建，然后使用函數(shù)dispatch_group_async來將block提交至一個dispatch queue，同時將它們添加至一個組。所以我們現(xiàn)在可以重新編碼：

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]; 

如果這些工作可以異步執(zhí)行，那么我們可以更風騷一點，將函數(shù)-doSomethingWith:放在后臺執(zhí)行。我們使用dispatch_group_async函數(shù)建立一個block在組完成后執(zhí)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); 

不僅所有數(shù)組元素都會被平行操作，后續(xù)的操作也會異步執(zhí)行，并且這些異步運算都會將程序的其他部分的負載考慮在內。注意如果-doSomethingWith:需要在主線程中執(zhí)行，比如操作GUI，那么我們只要將main queue而非全局隊列傳給dispatch_group_notify函數(shù)就行了。

對于同步執(zhí)行，GCD提供了一個簡化方法叫做dispatch_apply。這個函數(shù)調用單一block多次，并平行運算，然后等待所有運算結束，就像我們想要的那樣：

dispatch_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]; 

這很棒，但是異步咋辦？dispatch_apply函數(shù)可是沒有異步版本的。但是我們使用的可是一個為異步而生的API??！所以我們只要用dispatch_async函數(shù)將所有代碼推到后臺就行了：

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];  
}); 

簡單的要死！

這種方法的關鍵在于確定我們的代碼是在一次對不同的數(shù)據(jù)片段進行相似的操作。如果你確定你的任務是線程安全的（不在本篇討論范圍內）那么你可以使用GCD來重寫你的循環(huán)了，更平行更風騷。

要看到性能提升，你還得進行一大堆工作。比之線程，GCD是輕量和低負載的，但是將block提交至queue還是很消耗資源的——block需要被拷貝和入隊，同時適當?shù)墓ぷ骶€程需要被通知。不要將一張圖片的每個像素作為一個block提交至隊列，GCD的優(yōu)點就半途夭折了。如果你不確定，那么請進行試驗。將程序平行計算化是一種優(yōu)化措施，在修改代碼之前你必須再三思索，確定修改是有益的（還有確保你修改了正確的地方）。

Subsystem并發(fā)運算

前面的章節(jié)我們討論了在程序的單個subsystem中發(fā)揮多核心的優(yōu)勢。下來我們要跨越多個子系統(tǒng)。

例如，設想一個程序要打開一個包含meta信息的文檔。文檔數(shù)據(jù)本身需要解析并轉換至模型對象來顯示，meta信息也需要解析和轉換。但是，文檔數(shù)據(jù)和meta信息不需要交互。我們可以為文檔和meta各創(chuàng)建一個dispatch queue，然后并發(fā)執(zhí)行。文檔和meta的解析代碼都會各自串行執(zhí)行，從而不用考慮線程安全（只要沒有文檔和meta之間共享的數(shù)據(jù)），但是它們還是并發(fā)執(zhí)行的。

一旦文檔打開了，程序需要響應用戶操作。例如，可能需要進行拼寫檢查、代碼高亮、字數(shù)統(tǒng)計、自動保存或者其他什么。如果每個任務都被實現(xiàn)為在不同的dispatch queue中執(zhí)行，那么這些任務會并發(fā)執(zhí)行，并各自將其他任務的運算考慮在內（respect to each other），從而省去了多線程編程的麻煩。

使用dispatch source（下次我會講到），我們可以讓GCD將事件直接傳遞給用戶隊列。例如，程序中監(jiān)視socket連接的代碼可以被置于它自己的dispatch queue中，這樣它會異步執(zhí)行，并且執(zhí)行時會將程序其他部分的運算考慮在內。另外，如果使用用戶隊列的話，這個模塊會串行執(zhí)行，簡化程序。

結論

我們討論了如何使用GCD來提升程序性能以及發(fā)揮多核系統(tǒng)的優(yōu)勢。盡管我們需要比較謹慎地編寫并發(fā)程序，GCD還是使得我們能更簡單地發(fā)揮系統(tǒng)的可用計算資源。

下一篇中，我們將討論dispatch source，也就是GCD的監(jiān)視內部、外部事件的機制。