GCD 详解

问题

GCD 的核心概念是什么？DispatchQueue 的串行和并发有什么区别？常用 API 有哪些？

答案

核心概念

GCD（Grand Central Dispatch） 是 Apple 提供的 C 语言并发框架，基于线程池自动管理线程。开发者只需将任务提交到队列，GCD 负责调度执行。

队列类型

	串行队列	并发队列
执行方式	一个接一个（FIFO）	多个任务可同时执行
创建	DispatchQueue(label: "com.app.serial")	DispatchQueue(label: "com.app.concurrent", attributes: .concurrent)
系统提供	主队列 DispatchQueue.main	全局队列 DispatchQueue.global()

sync vs async

let queue = DispatchQueue(label: "com.app.serial")

// async：不等待任务完成，立即返回
queue.async {
    print("异步执行")  // 在 queue 的线程上
}
print("立即执行")       // 先打印

// sync：等待任务完成才继续
queue.sync {
    print("同步执行")  // 在 queue 的线程上
}
print("等任务完成后才执行")

死锁：主队列 sync

// ❌ 在主线程上对主队列 sync → 死锁！
DispatchQueue.main.sync {
    print("永远不会执行")
}

主线程在等 sync 完成 → sync 的任务需要在主线程执行 → 主线程在等 → 死锁。

常用 API

DispatchGroup

let group = DispatchGroup()

group.enter()
fetchUser { user in
    // ...
    group.leave()
}

group.enter()
fetchPosts { posts in
    // ...
    group.leave()
}

group.notify(queue: .main) {
    // 两个请求都完成后执行
    updateUI()
}

DispatchSemaphore

let semaphore = DispatchSemaphore(value: 3) // 最多 3 个并发

for url in urls {
    DispatchQueue.global().async {
        semaphore.wait()       // 信号量 -1，为 0 时阻塞
        download(url) {
            semaphore.signal() // 信号量 +1
        }
    }
}

DispatchWorkItem（可取消任务）

var workItem: DispatchWorkItem?

workItem = DispatchWorkItem {
    guard !(workItem?.isCancelled ?? true) else { return }
    // 执行搜索
    performSearch(query)
}

// 延迟执行（防抖）
DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: .now() + 0.3, execute: workItem!)

// 取消
workItem?.cancel()

QoS 优先级

DispatchQueue.global(qos: .userInteractive)  // 最高：UI 相关
DispatchQueue.global(qos: .userInitiated)    // 高：用户发起
DispatchQueue.global(qos: .default)          // 默认
DispatchQueue.global(qos: .utility)          // 低：长时间任务
DispatchQueue.global(qos: .background)       // 最低：不急

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常见面试问题

Q1: 串行队列 async 和 sync 的区别？

答案：

• async：将任务放入队列后立即返回，不会阻塞当前线程
• sync：将任务放入队列后等待任务完成才返回，阻塞当前线程
• 无论 sync 还是 async，在串行队列上任务都是一个接一个执行的

Q2: 如何实现并发数量限制？

答案：

1. DispatchSemaphore：DispatchSemaphore(value: maxConcurrency)
2. OperationQueue：queue.maxConcurrentOperationCount = 3
3. Swift Concurrency：TaskGroup + semaphore 模式

Q3: GCD 线程数量有限制吗？

答案：GCD 的线程池有上限（大约 64 个工作线程）。如果大量 sync 操作阻塞线程，可能导致线程爆炸（Thread Explosion），影响性能甚至死锁。应避免在 GCD 中使用 sync 或信号量阻塞。

相关链接

• Apple - Dispatch