iOS. Приемы программирования - Вандад Нахавандипур

7.5. Синхронное решение с помощью GCD задач, не связанных с пользовательским интерфейсом

Постановка задачи

Необходимо выполнять синхронные задачи, в которых не участвует код, связанный с пользовательским интерфейсом.

Решение

Воспользуйтесь функцией dispatch_sync.

Обсуждение

Иногда необходимо решать задачи, никак не связанные с пользовательским интерфейсом, либо осуществлять процессы, которые взаимодействуют и с пользовательским интерфейсом, но в то же время заняты решением долговременных задач. Например, вам может понадобиться загрузить изображение, а после загрузки отобразить его для пользователя. Процесс загрузки совершенно не связан с пользовательским интерфейсом.

Любая задача, не связанная с пользовательским интерфейсом, позволяет применять глобальные параллельные очереди, которые предоставляет GCD. Они могут выполняться как синхронно, так и асинхронно. Но синхронное выполнение не означает, что программа дожидается, пока выполнится определенный фрагмент кода, а потом продолжает работу. Это лишь означает, что параллельная очередь дождется выполнения вашей задачи и только потом перейдет к выполнению следующего блока кода, стоящего в очереди. Когда вы ставите в параллельную очередь блоковый объект, ваша собственная программа всегда продолжает работу, не дожидаясь, пока выполнится код, стоящий в очереди. Дело в том, что параллельные очереди (как понятно из их названия) выполняют свой код в неглавных потоках. (Из этого правила есть исключение: когда задача передается в параллельную или последовательную очередь посредством функции dispatch_sync, система iOS при наличии такой возможности запускает задачу в текущем потоке. А это может быть и главный поток в зависимости от актуальной ветви кода. Это специальная оптимизация, запрограммированная в GCD, и вскоре мы обсудим ее подробнее.)

Если вы отправляете синхронную задачу в параллельную очередь и в то же время отправляете синхронную задачу в другую параллельную очередь, то две эти синхронные задачи будут выполняться асинхронно друг относительно друга, так как относятся к двум разным параллельным очередям. Этот нюанс важно понимать, поскольку иногда необходимо гарантировать, что задача B начнет выполняться только после того, как завершится задача А. Чтобы обеспечить такую последовательность, эти две задачи нужно синхронно отправлять в одну и ту же очередь.

Синхронные задачи в диспетчерской очереди можно выполнять с помощью функции dispatch_sync. Все, что от вас требуется, — снабдить эту функцию описателем той очереди, в которой должна выполняться задача, а также блоком кода, который должен выполниться в данной очереди.

Рассмотрим пример. Данная функция выводит на консоль числа от 1 до 1000, всю последовательность подряд, и при этом не блокирует основной поток. Мы можем создать блоковый объект, выполняющий подсчет за нас, и синхронно (дважды) вызвать этот же блоковый объект:

void (^printFrom1To1000)(void) = ^{

NSUInteger counter = 0;

for (counter = 1;

counter <= 1000;

counter++){

NSLog(@"Counter = %lu — Thread = %@",

(unsigned long)counter,

[NSThread currentThread]);

}

};

Итак, попробуем активизировать этот блоковый объект с помощью GCD:

— (BOOL) application:(UIApplication *)application

didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions{

dispatch_queue_t concurrentQueue =

dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

dispatch_sync(concurrentQueue, printFrom1To1000);

dispatch_sync(concurrentQueue, printFrom1To1000);

// Точка переопределения для дополнительной настройки

// после запуска приложения

[self.window makeKeyAndVisible];

return YES;

}

Запустив этот код, вы заметите, что счетчик работает в главном потоке даже при том, что вы поставили эту задачу на выполнение в параллельную очередь. Оказывается, что это явление — специальная оптимизация GCD. Функция dispatch_sync будет использовать актуальный поток, то есть поток, который вы задействуете при направлении задачи в очередь, всякий раз, когда это возможно. В этом и заключается упомянутая оптимизация. Вот что об этом пишет Apple в справке по GCD: «В целях оптимизации работы данная функция активизирует блок кода в актуальном потоке всякий раз, когда это возможно».

Чтобы выполнить вместо блокового объекта функцию на языке C и сделать это синхронно, в диспетчерской очереди, используйте функцию dispatch_sync_f. Давайте просто преобразуем код, написанный для блокового объекта printFrom1To1000, в эквивалентную ему функцию на языке C:

void printFrom1To1000(void *paramContext){

NSUInteger counter = 0;

for (counter = 1;

counter <= 1000;

counter++){

NSLog(@"Counter = %lu — Thread = %@",

(unsigned long)counter,

[NSThread currentThread]);

}

}

А теперь можно воспользоваться функцией dispatch_sync_f для выполнения функции printFrom1To1000 в параллельной очереди:

— (BOOL) application:(UIApplication *)application

didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions{

dispatch_queue_t concurrentQueue =

dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

dispatch_sync_f(concurrentQueue,

NULL,

printFrom1To1000);

dispatch_sync_f(concurrentQueue,

NULL,

printFrom1To1000);

self.window = [[UIWindow alloc]

initWithFrame: [[UIScreen mainScreen] bounds]];

self.window.backgroundColor = [UIColor whiteColor];

[self.window makeKeyAndVisible];

return YES;

}

Первый параметр функции dispatch_get_global_queue указывает приоритет параллельной очереди. Этот показатель GCD должен получить и предоставить программисту. Чем выше приоритет, тем больше квантов процессорного времени будет уделяться коду, выполняемому в этой очереди. В качестве первого параметра функции dispatch_get_global_queue можно использовать любое из следующих значений:

• DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW — ваша задача будет получать меньше процессорного времени, чем выделяется на задачу в среднем;

• DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT — ваша задача получит стандартный системный приоритет;

• DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH — ваша задача будет получать больше процессорного времени, чем выделяется на задачу в среднем.

Второй параметр функции dispatch_get_global_queue зарезервирован, ему всегда следует передавать значение 0.

В данном разделе было рассмотрено, как передавать задачи в параллельные очереди для синхронного исполнения. В следующем разделе обсудим асинхронное исполнение в параллельных очередях, а в разделе 7.10 будет показано, как исполнять задачи синхронно и асинхронно в последовательных очередях, создаваемых вами для приложений.

См. также

Разделы 7.6 и 7.10.

7.6. Асинхронное решение с помощью GCD задач, не связанных с пользовательским интерфейсом

Постановка задачи

Необходимо иметь возможность решать задачи, не связанные с пользовательским интерфейсом, с помощью GCD.

Решение

Вот здесь GCD и проявляется во всей красе: при асинхронном выполнении блоков кода в главной очереди, последовательных и параллельных очередях. Не сомневаюсь, что, дочитав этот раздел, вы будете совершенно убеждены в том, что будущее многопоточных приложений неразрывно связано с GCD, который в перспективе заменит потоки, применяемые в современных программах.

Чтобы выполнять в диспетчерской очереди асинхронные задачи, следует пользоваться одной из следующих функций:

• dispatch_async — отправляет блоковый объект в диспетчерскую очередь (и объект и очередь указываются в соответствующих параметрах) для асинхронного выполнения;

• dispatch_async_f — отправляет в диспетчерскую очередь функцию языка C вместе со ссылкой на контекст (все три элемента указываются в соответствующих параметрах) для асинхронного выполнения.

Обсуждение

Рассмотрим реальный пример. Напишем приложение для iOS, которое позволит нам скачивать изображение из Интернета по имеющейся гиперссылке (URL). После завершения загрузки наша программа должна отобразить изображение для пользователя. Далее приведен план работы и описано, как будут применены те или иные концепции, связанные с GCD, которые мы уже успели изучить.

1. Мы собираемся асинхронно запускать блоковый объект в параллельной очереди.

2. В ходе выполнения этого блока будем однократно (синхронно) запускать другой блоковый объект. Его мы будем использовать для скачивания изображения по URL, при этом будет применяться функция dispatch_sync. Мы поступаем именно так, поскольку хотим, чтобы обработка остального кода, стоящего в данной параллельной очереди, не начиналась, пока не загрузится изображение. В результате мы заставляем подождать только одну параллельную очередь, а не все остальные очереди. Если синхронно скачивать файл по URL из асинхронного блока кода, мы заблокируем лишь очередь, обрабатывающую синхронную функцию, но не главный поток. Вся операция так и остается асинхронной с точки зрения главного потока. Мы решаем основную задачу: при загрузке изображения главный поток не блокируется.