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一、概述

1、GCD併發的困擾

• 在GCD中有兩種佇列，分別是序列佇列和併發佇列。在序列佇列中，同一時間只有一個任務在執行，不能充分利用多核 CPU 的資源，效率較低。

• 併發佇列可以分配多個執行緒，同時處理不同的任務；效率雖然提升了，但是多執行緒的併發是用時間片輪轉方法實現的，執行緒建立、銷燬、上下文切換等會消耗CPU 資源。

• 目前iPhone的處理器是多核（2個、4個），適當的併發可以提高效率，但是無節制地併發，如將大量任務不加思索就用併發佇列來執行，這隻會大量增加執行緒數，搶佔CPU資源，甚至會擠佔掉主執行緒的 CPU 資源（極端情況）。

• 此外，提交給併發佇列的任務中，有些任務內部會有全域性的鎖（如 CoreText 繪製時的 CGFont 內部鎖），會導致執行緒休眠、阻塞；一旦這類任務多，併發佇列還需要建立新的執行緒來執行其他任務；這種情況下，執行緒數大量增加是避免不了的。

2、優雅的NSOperationQueue

• NSOperationQueue是iOS提供的工作佇列，開發者只需要將任務封裝在NSOperation的子類（NSBlockOperation、NSInvocationOperation或自定義NSOperation子類）中，然後新增進NSOperationQueue佇列，佇列就會按照優先順序及工作的從屬依賴關係(如果有的話)組織執行。

• NSOperationQueue中，已經考慮到了最大併發數的問題，並提供了maxConcurrentOperationCount屬性設定最大併發數(該屬性需要在任務新增到佇列中之前進行設定)。maxConcurrentOperationCount預設值是-1；如果值設為0，那麼不會執行任何任務；如果值設為1，那麼該佇列是序列的；如果大於1，那麼是並行的。

  NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc]init]；queue.maxConcurrentOperationCount = 2;//新增Operation任務...

• 第三方庫如SDWebImage庫和AFNetworking 中就是採用NSOperationQueue來控制最大併發數的。

說明：NSOperationQueue使用詳見多執行緒程式設計3 - NSOperationQueue 和 NSOperation

3、我們該怎麼辦

• GCD多執行緒方案很優秀，在iOS 4 與 MacOS X 10.6之後，NSOperationQueue的底層就是用GCD來實現的。

• NSOperationQueue在控制最大併發數上的確很方便，但是GCD也提供了某些機制可以實現控制最大併發數的效果。

• 開發中NSOperationQueue和GCD都可以用，視場景而定（個人更喜歡用GCD）。

二、QSDispatchQueue方案

1、GCD的訊號量機制(dispatch_semaphore）

• 訊號量是一個整型值，有初始計數值；可以接收通知訊號和等待訊號。當訊號量收到通知訊號時，計數+1；當訊號量收到等待訊號時，計數-1；如果訊號量為0，執行緒會被阻塞，直到訊號量大於0，才會繼續下去。

• 使用訊號量機制可以實現執行緒的同步，也可以控制最大併發數。以下是如何控制最大併發數的程式碼。

dispatch_queue_t workConcurrentQueue = dispatch_queue_create(
"cccccccc", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);dispatch_queue_t serialQueue 
= dispatch_queue_create("sssssssss",DISPATCH_QUEUE_SERIAL);dispatch
_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(3);for (NSInteger
 i = 0; i < 10; i++) { 

 dispatch_async(serialQueue, ^{   

   dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);    

   dispatch_async(workConcurrentQueue, ^{      

    NSLog(@"thread-info:%@開始執行任務%d",[NSThread 
    currentThread],(int)i);         

    sleep(1);        

    NSLog(@"thread-info:%@結束執行任務%d",[NSThread 
    currentThread],(int)i);        

   dispatch_semaphore_signal(semaphore);});  

    });}

    NSLog(@"主執行緒...!");

說明：從執行結果中可以看出，雖然將10個任務都非同步加入了併發佇列，但是訊號量機制控制了最大執行緒併發數，始終是3個執行緒在執行任務。此外，這些任務也沒有阻塞主執行緒。

2、QSDispatchQueue方案的實現

1）直接在程式碼中使用GCD的訊號量，不夠優雅，程式碼也很冗餘；基於此，QSDispatchQueue方案出來了。(程式碼很簡單，一共兩個檔案)

2）QSDispatchQueue方法宣告如下：

//[email protected] QSDispatchQueue : NSObject#pragma mark 
- main queue + global queue/** 全域性併發佇列的最大併發數，預設4 */

+ (QSDispatchQueue *)mainThreadQueue;

+ (QSDispatchQueue *)defaultGlobalQueue;

+ (QSDispatchQueue *)lowGlobalQueue;

+ (QSDispatchQueue *)highGlobalQueue;

+ (QSDispatchQueue *)backGroundGlobalQueue;

#pragma mark [email protected] 
(nonatomic,assign,readonly)NSUInteger concurrentCount;

- (instancetype)init;

/** 預設最大併發數是1 @param queue 併發佇列 */

- (instancetype)initWithQueue:(dispatch_queue_t)queue;

/** @param queue 併發佇列 @param concurrentCount 最大併發數，應大於1 */

- (instancetype)initWithQueue:(dispatch_queue_t)queue

             concurrentCount:(NSUInteger)concurrentCount;//同步-
             (void)
             sync:(dispatch_block_t)block;//非同步- (void)async:
             (dispatch
             _block_t)block;@end

3、QSDispatchQueue方案的使用

dispatch_queue_t workConcurrentQueue = dispatch_queue_create(
"cccccccc",
DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

QSDispatchQueue *queue = [[QSDispatchQueue alloc]initWithQueue:
workConcurrentQueue concurrentCount:3];

for (NSInteger i = 0; i < 10;
 i++) {  

  [queue async:^{   

     NSLog(@"thread-info:%@開始執行任務%d",
 [NSThread currentThread],(int)i);      

  sleep(1);       

 NSLog(@"thread-info:%@結束執行任務%d",
 [NSThread currentThread],(int)i);    

}];

}NSLog(@"主執行緒任務...");

說明：從執行結果中來看，通過QSDispatchQueue方案也到達了最大執行緒併發數的目的。

• 使用QSDispatchQueue方案，程式碼更簡潔，讓開發者不用去時刻注意訊號量的處理，只關注任務即可。

三、小結

• 在iOS開發中，我們常將耗時任務提交給GCD的併發佇列，但是併發佇列並不會去管理最大併發數，無限制提交任務給併發佇列，會給效能帶來問題。

• YYKit元件中的YYDispatchQueuePool 也能控制併發佇列的併發數；其思路是為不同優先順序建立和 CPU 數量相同的 serial queue，每次從 pool 中獲取 queue 時，會輪詢返回其中一個 queue。

• QSDispatchQueue是使用訊號量讓併發佇列中的任務併發數得到抑制；YYDispatchQueuePool是讓一定數量的序列佇列代替併發佇列，避開了併發佇列不好控制併發數的問題。

  謝謝!!!