总结的很到位，附上版权声明： https://blog.csdn.net/wei371522/article/details/81258387
为了了解、记忆更深刻，记录下，后面也会附上自己git 上demo，欢迎互相学习！！

一：什么是GCD
GCD本身是苹果公司为多核的并行运算提出的解决方案。GCD在工作时会自动利用更多的处理器核心，以充分利用更强大的机器。GCD是Grand Central Dispatch的简称，它是基于C语言的。如果使用GCD,完全由系统管理线程，我们不需要编写线程代码。只需定义想要执行的任务，然后添加到适当的调度队列（dispatch queue）。GCD会负责创建线程和调度你的任务，系统直接提供线程管理

GCD优势：
GCD是苹果公司为多核的并行计算提出的解决方案，GCD会自动利用更多的CPU内核（比如双核、四核）；GCD会自动管理线程的生命周期（创建线程、调度任务、销毁线程）程序员只需要告诉GCD想要执行什么任务，不需要编写任何线程管理代码

通过GCD，开发者不用再直接跟线程打交道了，只需要向队列中添加代码块即可，GCD在后端管理着一个线程池。GCD不仅决定着你的代码块将在哪个线程被执行，它还根据可用的系统资源对这些线程进行管理，来缓解大量线程被创建的问题。

GCD带来的另一个重要改变的是，做为开发者可以将工作考虑为一个队列，而不是一堆线程（GCD把线程问题抽象成队列问题了），这种并行的抽象模型更容易掌握和使用。
GCD公开有5个不同的队列：
运行在主线程中的main queue（主队列），3个不同优先级的后台队列（优先级队列），以及一个优先级更低的后台队列（用于I/O）。

二：GCD中两个核心概念任务和队列：
任务：执行什么操作（block）
就是执行操作的意思，换句话说就是你在线程中执行的那段代码。在 GCD 中是放在 block 中的。执行任务有两种方式：同步执行（sync）和异步执行（async）。两者的主要区别是：是否等待队列的任务执行结束，以及是否具备开启新线程的能力。

队列：用来存放任务（queue）
这里的队列指执行任务的等待队列，即用来存放任务的队列。队列是一种特殊的线性表，采用 FIFO（先进先出）的原则，即新任务总是被插入到队列的末尾，而读取任务的时候总是从队列的头部开始读取。每读取一个任务，则从队列中释放一个任务。队列的结构可参考下图：

GCD的使用就两个步骤
1）定制任务确定想做的事情
2）将任务添加到队列中
GCD会自动将队列中的任务取出，放到对应的线程中执行
任务的取出（任务的执行）遵循队列的FIFO原则：先进先出，后进后出

三：执行任务
有两个重要概念：
执行任务时的函数类型（同步，异步）；执行任务时的队列类型（串行，并行）

1.同步或异步函数：
函数作用：
将任务添加到队列中

函数类型：
决定是否有开启新线程的能力，是否立即执行

函数针对对象：
线程

函数区别：
同步：在当前线程中执行，任务会立即执行（没有开辟新线程的能力），会阻塞当前线程
异步：在开辟新线程中执行，任务不会立即执行（有开辟新线程的能力）
注意：异步具备开启线程的能力，但不一定开启新线程，比如：当前队列为主队列，异步函数也不会开启新的线程

1.1.同步：
同步任务优先级高，在线程中有执行顺序，不会开启新的线程。

用同步的方式执行任务：
dispatch_sync(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
queue：队列
block：任务

会把一个block加入到指定的队列中，而且会一直等到执行完blcok，这个函数才返回。因此在block执行完之前，会一直等待，直到队列里面的任务完成之后再继续执行。在block执行完之前，调用dispatch_sync方法的线程是阻塞的。
是同步操作，任务会依次顺序执行，能够决定任务的执行顺序
只能在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力。
1.2.异步：
异步任务优先级低，在线程中执行没有顺序，看cpu闲不闲。在主队列中不会开启新的线程，其他队列会开启新的线程。

用异步的方式执行任务；
dispatch_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
queue：队列
block：任务

会把一个block加入到指定的队列中，函数把block加入队列后不等block的执行就立刻返回了，也就是它不会做任何等待，可以继续执行任务
异步操作，会并发执行，无法确定任务的执行顺序
“可以”在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力
注意： 异步执行（async） 虽然具有开启新线程的能力，但是并不一定开启新线程。这跟任务所指定的队列类型有关。
2.队列类型（串行，并行）

队列概念：

2.1：串行队列（Serial Dispatch Queue）

让任务一个接一个的执行（一个任务执行完毕后，再执行下一个任务）
这个队列中所有任务，一定按照先来后到的顺序执行。不仅如此，还可以保证在执行某个任务时，在它前面进入队列的所有任务肯定执行完了。对于每一个不同的串行队列，系统会为这个队列建立唯一的线程来执行代码。
2.2：并行队列(Concurrent Dispatch Queue )

可以让多个任务并行（同时）执行（自动开启多个线程同时执行任务）
并行功能只能在异步（dispatch_async）函数下才有效
这个队列中的任务也是按照先来后到的顺序开始执行，注意是开始，但是它们的执行结束时间是不确定的，取决于每个任务的耗时。对于n个并发队列，GCD不会创建对应的n个线程而是进行适当的优化
两者具体区别如下两图所示：

区别示意图：

如何创建/获取队列：
1.使用dispatch_queue_create函数创建队列
dispatch_queue_create(const char * _Nullable label, dispatch_queue_attr_t _Nullable attr)
label:队列名称
arr：队列属性
DISPATCH_QUEUE_SERIAL或NULL：串行队列
DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT:并发队列

2.使用dispatch_get_global_queue(long identifier, unsigned long flags)获取全局队列（优先级队列）
identifier：在ios7中代表队列优先级（priority），在ios8及以后代表服务质量（A quality of service），一般设置为DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT即可。
两者的对应关系如下：

DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH: QOS_CLASS_USER_INITIATED （2：高）
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT: QOS_CLASS_DEFAULT （0：默认）
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW: QOS_CLASS_UTILITY （-2：低）
DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND: QOS_CLASS_BACKGROUND
flags:保留参数，以便以后使用，一般传0即可。
3.使用dispatch_get_main_queue()获取主队列
主队列:在主线程中运行，因为主线程只有一个，所以这是一个串行队列

特点：
a.主队列是与主线程相关联的队列
b.主队列是GCD自带的一种特殊的串行队列

四：具体使用
队列类型（串行队列/并行队列），任务执行方式（同步执行/异步执行），那么我们就有了四种不同的组合方式。这四种不同的组合方式是：
1.同步执行 + 并发队列
2.异步执行 + 并发队列
3.同步执行 + 串行队列
4.异步执行 + 串行队列

实际上，刚才还说了两种特殊队列：全局并发队列、主队列。全局并发队列可以作为普通并发队列来使用。但是主队列因为有点特殊，所以我们就又多了两种组合方式。这样就有六种不同的组合方式了。
5.同步执行 + 主队列
6.异步执行 + 主队列

几种组合方式执行区别如下图：

基本使用情况
4.1.同步执行 + 并发队列
特点：在当前线程中执行任务，不会开启新线程，执行完一个任务，再执行下一个任务。

- (IBAction)SynAndConcurrent:(id)sender {
    // 创建一个并发队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.zoe3", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    ZWWLog(@"同步任务开始，当前线程==%@",[NSThread currentThread]);
    [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
   
    for (int i = 0; i<5; i++) {
        //同步函数
        dispatch_sync(queue, ^{
             if (i==1) {
                [NSThread sleepForTimeInterval:10];
            }
            ZWWLog(@"当前打印值==%d,线程==%@",i,[NSThread currentThread]);
            
        });
    }
    ZWWLog(@"同步任务结束,当前线程==%@",[NSThread currentThread]);
}

打印结果：

2018-10-10 18:57:28.108512+0800 ThreadTest[7169:829829] syncConcurrent begin，当前线程==<NSThread: 0x6000017c6940>{number = 1, name = main}
2018-10-10 18:57:30.109866+0800 ThreadTest[7169:829829] 当前打印值==0,线程==<NSThread: 0x6000017c6940>{number = 1, name = main}
2018-10-10 18:57:40.110826+0800 ThreadTest[7169:829829] 当前打印值==1,线程==<NSThread: 0x6000017c6940>{number = 1, name = main}
2018-10-10 18:57:40.110939+0800 ThreadTest[7169:829829] 当前打印值==2,线程==<NSThread: 0x6000017c6940>{number = 1, name = main}
2018-10-10 18:57:40.111026+0800 ThreadTest[7169:829829] 当前打印值==3,线程==<NSThread: 0x6000017c6940>{number = 1, name = main}
2018-10-10 18:57:40.111094+0800 ThreadTest[7169:829829] 当前打印值==4,线程==<NSThread: 0x6000017c6940>{number = 1, name = main}
2018-10-10 18:57:40.111180+0800 ThreadTest[7169:829829] syncConcurrent end,当前线程==<NSThread: 0x6000017c6940>{number = 1, name = main}

可看到：

所有任务都是在当前线程（主线程）中执行的，没有开启新的线程（同步执行不具备开启新线程的能力）
所有任务都在打印的 同步任务开始和syncConcurrent begin—syncConcurrent end之间执行的（同步任务需要等待队列的任务执行结束）
任务按顺序执行的。按顺序执行的原因：虽然并发队列可以开启多个线程，并且同时执行多个任务。但是因为本身不能创建新线程，只有当前线程这一个线程（同步任务不具备开启新线程的能力），所以也就不存在并发。而且当前线程只有等待当前队列中正在执行的任务执行完毕之后，才能继续接着执行下面的操作（同步任务需要等待队列的任务执行结束）。所以任务只能一个接一个按顺序执行，不能同时被执行。
效果图：

4.2 异步+并行
特点：可以开启多个线程（一般会开启多个线程），任务交替并发（同时）执行。

- (IBAction)AsyncAndConcurrent:(id)sender {
    
    // 创建一个并发队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.zoe4", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    ZWWLog(@"AsyncConcurrent begin，当前线程==%@",[NSThread currentThread]);
    [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
    
    for (int i = 0; i<5; i++) {
        //异步函数
        dispatch_async(queue, ^{
           if (i==1) {
                [NSThread sleepForTimeInterval:10];
            }
            ZWWLog(@"当前打印值==%d,线程==%@",i,[NSThread currentThread]);
        });
    }
    
    ZWWLog(@"AsyncConcurrent end，当前线程==%@",[NSThread currentThread]);
}

打印结果：

2018-10-10 19:00:25.033221+0800 ThreadTest[7169:829829] AsyncConcurrent begin，当前线程==<NSThread: 0x6000017c6940>{number = 1, name = main}
2018-10-10 19:00:27.034291+0800 ThreadTest[7169:829829] AsyncConcurrent end，当前线程==<NSThread: 0x6000017c6940>{number = 1, name = main}
2018-10-10 19:00:27.034322+0800 ThreadTest[7169:829918] 当前打印值==0,线程==<NSThread: 0x6000017a31c0>{number = 3, name = (null)}
2018-10-10 19:00:27.034378+0800 ThreadTest[7169:843673] 当前打印值==2,线程==<NSThread: 0x600001740400>{number = 4, name = (null)}
2018-10-10 19:00:27.034396+0800 ThreadTest[7169:843674] 当前打印值==3,线程==<NSThread: 0x6000017a35c0>{number = 5, name = (null)}
2018-10-10 19:00:27.034430+0800 ThreadTest[7169:843675] 当前打印值==4,线程==<NSThread: 0x600001740300>{number = 6, name = (null)}
2018-10-10 19:00:37.034737+0800 ThreadTest[7169:843672] 当前打印值==1,线程==<NSThread: 0x60000174eb80>{number = 7, name = (null)}

可以看出：

除了当前线程（主线程），系统又开启了5个线程，并且任务是交替/同时执行的。（异步执行具备开启新线程的能力。且并发队列可开启多个线程，同时执行多个任务）。
所有任务是在打印的AsyncConcurrent begin和AsyncConcurrent end之后才执行的。说明当前线程没有等待，而是直接开启了新线程，在新线程中执行任务（异步执行不做等待，可以继续执行任务）。
效果图：

4.3 同步+串行
特点：不会开启新线程，在当前线程执行任务。任务是串行的，执行完一个任务，再执行下一个任务

 - (IBAction)SyncAndSerial:(id)sender {
    // 创建一个串行队列：DISPATCH_QUEUE_SERIAL串行队列的优先级没有主队列优先级高，所以在这个串行队列中开启同步任务不会堵塞主线程
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.zoe1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    ZWWLog(@"syncSerial begin，当前线程==%@",[NSThread currentThread]);
    [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
    for (int i = 0; i<5; i++) {
        //同步函数
        dispatch_sync(queue, ^{
             if (i==1) {
                [NSThread sleepForTimeInterval:10];
            }
            ZWWLog(@"当前打印值==%d,线程==%@",i,[NSThread currentThread]);
           
        });
    }
   
    ZWWLog(@"syncSerial end,当前线程==%@",[NSThread currentThread]);
}

打印结果：

2018-10-10 19:02:53.609622+0800 ThreadTest[7257:848994] syncSerial begin，当前线程==<NSThread: 0x600001177f80>{number = 1, name = main}
2018-10-10 19:02:55.610760+0800 ThreadTest[7257:848994] 当前打印值==0,线程==<NSThread: 0x600001177f80>{number = 1, name = main}
2018-10-10 19:03:05.612065+0800 ThreadTest[7257:848994] 当前打印值==1,线程==<NSThread: 0x600001177f80>{number = 1, name = main}
2018-10-10 19:03:05.612214+0800 ThreadTest[7257:848994] 当前打印值==2,线程==<NSThread: 0x600001177f80>{number = 1, name = main}
2018-10-10 19:03:05.612304+0800 ThreadTest[7257:848994] 当前打印值==3,线程==<NSThread: 0x600001177f80>{number = 1, name = main}
2018-10-10 19:03:05.612391+0800 ThreadTest[7257:848994] 当前打印值==4,线程==<NSThread: 0x600001177f80>{number = 1, name = main}
2018-10-10 19:03:05.612476+0800 ThreadTest[7257:848994] syncSerial end,当前线程==<NSThread: 0x600001177f80>{number = 1, name = main}

可以看到

所有任务都是在当前线程（主线程）中执行的，并没有开启新的线程（同步执行不具备开启新线程的能力）
所有任务都在打印的syncSerial begin和syncSerial end之间执行（同步任务需要等待队列的任务执行结束）
任务是按顺序执行的（串行队列每次只有一个任务被执行，任务一个接一个按顺序执行）
4.4.异步+串行
特点：会开启新线程（一般只开启1条线程），但是因为任务是放到串行队列中的，所有一个任务执行完毕后再执行下一个任务

- (IBAction)AsyncAndSerial:(id)sender {
    
    // 创建一个串行队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.zoe2", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
   
    ZWWLog(@"AsyncSerial begin,当前线程==%@",[NSThread currentThread]);
    [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
    for (int i = 0; i<5; i++) {
        //异步函数
        dispatch_async(queue, ^{
             if (i==1) {
                [NSThread sleepForTimeInterval:10];
            }
            ZWWLog(@"当前打印值==%d,线程==%@",i,[NSThread currentThread]);

        });
    }
    
    ZWWLog(@"AsyncSerial end,当前线程==%@",[NSThread currentThread]);
}

打印结果：

2018-10-10 19:02:02.480701+0800 ThreadTest[7257:848994] AsyncSerial begin,当前线程==<NSThread: 0x600001177f80>{number = 1, name = main}
2018-10-10 19:02:04.482203+0800 ThreadTest[7257:848994] AsyncSerial end,当前线程==<NSThread: 0x600001177f80>{number = 1, name = main}
2018-10-10 19:02:04.482215+0800 ThreadTest[7257:849051] 当前打印值==0,线程==<NSThread: 0x6000011f41c0>{number = 3, name = (null)}
2018-10-10 19:02:14.484280+0800 ThreadTest[7257:849051] 当前打印值==1,线程==<NSThread: 0x6000011f41c0>{number = 3, name = (null)}
2018-10-10 19:02:14.484433+0800 ThreadTest[7257:849051] 当前打印值==2,线程==<NSThread: 0x6000011f41c0>{number = 3, name = (null)}
2018-10-10 19:02:14.484523+0800 ThreadTest[7257:849051] 当前打印值==3,线程==<NSThread: 0x6000011f41c0>{number = 3, name = (null)}
2018-10-10 19:02:14.484609+0800 ThreadTest[7257:849051] 当前打印值==4,线程==<NSThread: 0x6000011f41c0>{number = 3, name = (null)}

可以看到：

开启了一条新线程（异步执行具备开启新线程的能力，串行队列只开启一个线程）。
所有任务是在打印的AsynSerial begin和AsynSerial end之后才开始执行的（异步执行不会做任何等待，可以继续执行任务）。
放入队列中的任务是按顺序执行的（串行队列每次只有一个任务被执行，任务一个接一个按顺序执行）。
效果图：

4.5.同步+主队列

4.5.1 同步+主队列（主线程）
特点：同步执行 + 主队列在不同线程中调用结果也是不一样，在主线程中调用会出现死锁，而在其他线程中则不会。

特点(主线程调用)：互等卡住不执行。
特点(其他线程调用)：不会开启新线程，执行完一个任务，再执行下一个任务。

- (IBAction)SyncAndMainQueue:(id)sender {
    //主队列+同步请求=死锁=线程阻塞（viewDidLoad方法未执行完，同步又要求立即执行循环打印任务，造成死锁）
    dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();
   
    ZWWLog(@"SyncMainQueue begin，当前线程begin==%@",[NSThread currentThread]);
    [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
    for (int i = 0; i<5; i++) {
        //同步任务：要求立即执行
        dispatch_sync(mainQueue, ^{
            ZWWLog(@"当前线程==%@,打印值==%d",[NSThread currentThread],i);
        });
    }
    
    ZWWLog(@"SyncMainQueue end，当前线程end==%@",[NSThread currentThread]);
}

打印结果：

可以看出
打印完 SyncMainQueue begin，在执行同步函数内部代码时，由于死锁而crash

主队列在执行完SyncMainQueue begin，去执行函数dispatch_sync，函数会把一个block加入到指定的队列，此函数要求执行完block才返回，函数要求此时去执行block内容，但是主队列此时还卡在函数，函数线程还在，不能去执行block，也就是说函数和block是两个操作，在队列中有前后关系。若是异步，函数添加完block就返回，顺序执行block内容，不存在死锁问题

同步函数和主队列的特点
同步函数 dispatch_sync :这个函数会把一个block加入到指定的队列中，而且要求立即执行，而且会一直等到执行完block，这个函数才返回。因此在block执行完之前，调用dispatch_sync方法的线程是阻塞的
主队列特点:凡是放到主队列中的任务,都会放到主线程中执行…如果主队列发现当前主线程有任务在执行,那么主队列会暂停调度队列中的任务,直到主线程空闲为止
效果图：

4.5.1 同步+主队列（其它线程）
特点：不会开启新线程，执行完一个任务，再执行下一个任务

 - (IBAction)AsyncAndMainQueueOtherThread:(id)sender {
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(SyncAndMainQueue:) toTarget:self withObject:nil];
}

打印结果：

可以看到：

所有任务都是在主线程（非当前线程）中执行的，没有开启新的线程（所有放在主队列中的任务，都会放到主线程中执行）。
所有任务都在打印的SyncMainQueue begin和SyncMainQueue end之间执行（同步任务需要等待队列的任务执行结束）。
“放到队列”中的任务是按顺序执行的（主队列是串行队列，每次只有一个任务被执行，任务一个接一个按顺序执行）。
为什么现在就不会卡住了呢？
因为SyncAndMainQueue 任务放到了其他线程里，而任务1、2，3，4都在追加到主队列中，这三个任务都会在主线程中执行。SyncAndMainQueue 任务在其他线程中执行到追加任务1到主队列中，因为主队列现在没有正在执行的任务，所以，会直接执行主队列的任务1，等任务1执行完毕，再接着执行任务2、3、4。所以这里不会卡住线程。

4.6 异步+主队列
特点：只在主线程中执行任务，执行完一个任务，再执行下一个任务

- (IBAction)AsyncAndMainQueue:(id)sender {
    
    dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();
    ZWWLog(@"AsyncMainQueue begin，当前线程begin==%@",[NSThread currentThread]);
    [NSThread sleepForTimeInterval:2]; // 模拟耗时操作
    for (int i = 0; i<5; i++) {
        //异步任务：不要求立即执行
        dispatch_async(mainQueue, ^{
            ZWWLog(@"当前线程==%@,打印值==%d",[NSThread currentThread],i);
        });
    }

    ZWWLog(@"AsyncMainQueue end，当前线程end==%@",[NSThread currentThread]);
}

打印结果：

可以看到：

所有任务都是在当前线程（主线程）中执行的，并没有开启新的线程（虽然异步执行具备开启线程的能力，但因为是主队列，所以所有任务都在主线程中）。
所有任务是在打印的AsyncMainQueue begin和AsyncMainQueue end之后才开始执行的（异步执行不会做任何等待，可以继续执行任务）。
“放入队列中”的任务是按顺序执行的（因为主队列是串行队列，每次只有一个任务被执行，任务一个接一个按顺序执行）。
效果图：

五：线程间通信
在 iOS 开发过程中，我们一般在主线程里边进行 UI 刷新，例如：点击、滚动、拖拽等事件。我们通常把一些耗时的操作放在其他线程，比如说图片下载、文件上传等耗时操作。而当我们有时候在其他线程完成了耗时操作时，需要回到主线程，那么就用到了线程之间的通讯

- (void)testDownImg{
    ZWWLog(@"当前线程==%@",[NSThread currentThread]);
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{//在一个新的并发队列中异步下载图片
        ZWWLog(@"开始下载图片，所在线程==%@",[NSThread currentThread]);
        NSURL *imagURL1 = [NSURL URLWithString:@"https://ss2.bdstatic.com/70cFvnSh_Q1YnxGkpoWK1HF6hhy/it/u=2753165990,2892529492&fm=200&gp=0.jpg"];
        NSData *imgData1 = [NSData dataWithContentsOfURL:imagURL1];
        UIImage *image1 = [UIImage imageWithData:imgData1];


        NSURL *imagURL2 = [NSURL URLWithString:@"https://timgsa.baidu.com/timg?image&quality=80&size=b9999_10000&sec=1523511772126&di=10a69a6a130ddc5e9265b72510aa16bb&imgtype=0&src=http%3A%2F%2Fimgsrc.baidu.com%2Fimage%2Fc0%253Dpixel_huitu%252C0%252C0%252C294%252C40%2Fsign%3D1c7d31d2b73eb13550cabffbcf66cdbf%2Ffd039245d688d43f1be38cc8761ed21b0ef43b45.jpg"];
        NSData *imgData2 = [NSData dataWithContentsOfURL:imagURL2];
        UIImage *image2 = [UIImage imageWithData:imgData2];
        
        [NSThread sleepForTimeInterval:10];

        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{//
            ZWWLog(@"回到主线程,所在线程==%@",[NSThread currentThread]);
            [self.showIV setImage:image1];
            [self.showIV2 setImage:image2];
        });
    });
}

打印结果：

可以看到：
在其他线程中先执行任务（耗时的下载图片任务），执行完了之后回到主线程执行主线程的相应操作。

六：GCD的其它方法
6.1 GCD一次性代码（只执行一次）：dispatch_once
我们在创建单例、或者有整个程序运行过程中只执行一次的代码时，我们就用到了 GCD 的 dispatch_once 函数。使用dispatch_once 函数能保证某段代码在程序运行过程中只被执行1次，并且即使在多线程的环境下，dispatch_once也可以保证线程安全。

- (void)useGCD1{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
    // 只执行1次的代码(这里面默认是线程安全的)
        ZWWLog(@"使用GCD创建单例");
    });
}

6.2 GCD 延时执行方法：dispatch_after
我们经常会遇到这样的需求：在指定时间（例如3秒）之后执行某个任务。可以用 GCD 的dispatch_after函数来实现。
需要注意的是：dispatch_after函数并不是在指定时间之后才开始执行处理，而是在指定时间之后将任务追加到主队列中。严格来说，这个时间并不是绝对准确的，但想要大致延迟执行任务，dispatch_after函数是很有效的。

- (void)useGCD2{
    ZWWLog(@"任务开始,当前线程==%@",[NSThread currentThread]);
//    [self performSelector:@selector(handleThread) withObject:nil afterDelay:2];
    
    //DISPATCH_TIME_NOW  立即开始
    //DISPATCH_TIME_FOREVER 永远
    //NSEC_PER_SEC 秒
    //NSEC_PER_MSEC 毫秒
    dispatch_time_t time = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2* NSEC_PER_SEC));
    dispatch_after(time, dispatch_get_main_queue(), ^{
        ZWWLog(@"延迟后打印任务");
    });
    ZWWLog(@"任务结束,当前线程==%@",[NSThread currentThread]);
}

打印结果：

6.3 GCD调度组 :dispatch_group_t
有时候我们会有这样的需求：分别异步执行几个耗时任务，然后当这几个耗时任务都执行完毕后再回到主线程执行任务。这时候我们可以用到 GCD 的调度组。
使用情况1：调用队列组的 dispatch_group_async 先把任务放到队列中，然后将队列放入队列组中
使用情况2：使用队列组的 dispatch_group_enter、dispatch_group_leave 组合 来实dispatch_group_async。
dispatch_group_enter 标志着一个任务追加到 group，执行一次，相当于 group 中未执行完毕任务数+1
dispatch_group_leave 标志着一个任务离开了 group，执行一次，相当于 group 中未执行完毕任务数-1。
当 group 中未执行完毕任务数为0的时候，才会使dispatch_group_wait解除阻塞，以及执行追加到dispatch_group_notify中的任务。

回到主线程最后执行代码时：

调用队列组的 dispatch_group_notify 回到指定线程执行任务
使用 dispatch_group_wait 回到当前线程继续向下执行（会阻塞当前线程）。

- (void)group{
    
    //创建一个调度组
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    
    //获取全局队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    
    NSLog(@"任务开始,当前线程==%@",[NSThread currentThread]);
    //调度组使用情况1
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:2.0];
        NSLog(@"下载图片1,当前线程==%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:1.0];
        NSLog(@"下载图片2,当前线程==%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:3.0];
        NSLog(@"下载图片3,当前线程==%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    //回主线程刷新UI方法1：notify通知，所有异步请求完毕后会通知
    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"下载完毕更新UI,当前线程==%@",[NSThread currentThread]);
    });
    
    //调度组使用情况2
    //进入队列
    //    dispatch_group_enter(group);
    //    dispatch_group_async(group, queue, ^{
    //        [NSThread sleepForTimeInterval:2.0];
    //        NSLog(@"下载图片1,当前线程==%@",[NSThread currentThread]);
    //        //离开队列
    //        dispatch_group_leave(group);
    //    });
    //
    //    //进入队列
    //    dispatch_group_enter(group);
    //    dispatch_group_async(group, queue, ^{
    //        [NSThread sleepForTimeInterval:1.0];
    //        NSLog(@"下载图片2,当前线程==%@",[NSThread currentThread]);
    //        //离开队列
    //        dispatch_group_leave(group);
    //    });
    //
    //    //进入队列
    //    dispatch_group_enter(group);
    //    dispatch_group_async(group, queue, ^{
    //        [NSThread sleepForTimeInterval:3.0];
    //        NSLog(@"下载图片3,当前线程==%@",[NSThread currentThread]);
    //        //离开队列
    //        dispatch_group_leave(group);
    //    });
    //
    
    
        //回主线程刷新UI方法2：wait 相当于阻塞
//        dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
//        NSLog(@"下载完毕更新UI,当前线程==%@",[NSThread currentThread]);
    
    NSLog(@"任务结束,当前线程==%@",[NSThread currentThread]);
}

使用（dispatch_group_notify通知）打印结果：

可以看到：
下载任务会在“任务结束”后再执行，不会阻塞当前线程

使用（dispatch_group_wait）打印结果：

可以看到：
“任务结束”在最后再打印，证明会阻塞当前线程

但无论使用情况1，还是情况2，无论使用dispatch_group_notify还是dispatch_group_wait都可以保证执行耗时操作后最后在主线程刷新UI

6.4 栅栏dispatch_barrier_async

我们有时需要异步执行“两组”操作，而且第一组操作执行完之后，才能开始执行第二组操作。这样我们就需要一个相当于 栅栏 一样的一个方法将两组异步执行的操作组给分割起来，当然这里的操作组里可以包含一个或多个任务。这就需要用到dispatch_barrier_async方法在两个操作组间形成栅栏。
dispatch_barrier_async函数会等待前边追加到并发队列中的任务全部执行完毕之后，再将指定的任务追加到该异步队列中。然后在dispatch_barrier_async函数追加的任务执行完毕之后，异步队列才恢复为一般动作，接着追加任务到该异步队列并开始执行。具体如下图所示：

- (void)barrierGCD{
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("zoe", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_async(queue, ^{
        
        [NSThread sleepForTimeInterval:2.0];
        ZWWLog(@"任务1");
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:2.0];
        for (int i = 0; i < 2; ++i){
        ZWWLog(@"任务2,i==%d",i);
        }
    });
    
    dispatch_barrier_async(queue, ^{
        ZWWLog(@"中断");
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        [NSThread sleepForTimeInterval:2.0];
        for (int i = 0; i < 3; ++i){
            ZWWLog(@"任务3,i==%d",i);
        }
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        ZWWLog(@"任务4");
    });
}

打印结果：

可以看到：
执行顺序无论耗时多少，任务多少，肯定先打印任务1，2（或者任务2，1）再打印任务4，3（或3，4）

6.5 GCD 快速迭代方法：dispatch_apply
通常我们会用 for 循环遍历，但是 GCD 给我们提供了快速迭代的函数dispatch_apply。dispatch_apply按照指定的次数将指定的任务追加到指定的队列中，并等待全部队列执行结束。
我们可以利用异步队列同时遍历。比如说遍历 0~5 这6个数字，for 循环的做法是每次取出一个元素，逐个遍历。dispatch_apply可以同时遍历多个数字。

- (void)useGCD4 {
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    ZWWLog(@"apply---begin");
    dispatch_apply(6, queue, ^(size_t index) {
        NSLog(@"%zd---%@",index, [NSThread currentThread]);
    });
    ZWWLog(@"apply---end");
}

打印结果：

可以看出：
0~5 打印顺序不定，最后打印了 apply—end。
因为是在并发队列中异步队执行任务，所以各个任务的执行时间长短不定，最后结束顺序也不定。但是apply—end一定在最后执行。这是因为dispatch_apply函数会等待全部任务执行完毕。

6.6 GCD 信号量：dispatch_semaphore
GCD 中的信号量是指 Dispatch Semaphore，是持有计数的信号。类似于过高速路收费站的栏杆。可以通过时，打开栏杆，不可以通过时，关闭栏杆。在 Dispatch Semaphore 中，使用计数来完成这个功能，计数为0时等待，不可通过。计数为1或大于1时，计数减1且不等待，可通过。Dispatch Semaphore 提供了三个函数。
dispatch_semaphore_create：创建一个Semaphore并初始化信号的总量
dispatch_semaphore_signal：发送一个信号，让信号总量加1
dispatch_semaphore_wait：可以使总信号量减1，当信号总量为0时就会一直等待（阻塞所在线程），否则就可以正常执行。
注意：信号量的使用前提是：想清楚你需要处理哪个线程等待（阻塞），又要哪个线程继续执行，然后使用信号量。
Dispatch Semaphore 在实际开发中主要用于：
保持线程同步，将异步执行任务转换为同步执行任务
保证线程安全，为线程加锁

6.6.1 Dispatch Semaphore 线程同步
我们在开发中，会遇到这样的需求：异步执行耗时任务，并使用异步执行的结果进行一些额外的操作。换句话说，相当于，将将异步执行任务转换为同步执行任务。比如说：AFNetworking 中 AFURLSessionManager.m 里面的 tasksForKeyPath: 方法。通过引入信号量的方式，等待异步执行任务结果，获取到 tasks，然后再返回该 tasks。

AFN使用Semaphore代码：

- (NSArray *)tasksForKeyPath:(NSString *)keyPath {
    __block NSArray *tasks = nil;
    dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
    [self.session getTasksWithCompletionHandler:^(NSArray *dataTasks, NSArray *uploadTasks, NSArray *downloadTasks) {
        if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(dataTasks))]) {
            tasks = dataTasks;
        } else if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(uploadTasks))]) {
            tasks = uploadTasks;
        } else if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(downloadTasks))]) {
            tasks = downloadTasks;
        } else if ([keyPath isEqualToString:NSStringFromSelector(@selector(tasks))]) {
            tasks = [@[dataTasks, uploadTasks, downloadTasks] valueForKeyPath:@"@unionOfArrays.self"];
        }
        dispatch_semaphore_signal(semaphore);
    }];
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    return tasks;
}

下面，我们来利用 Dispatch Semaphore 实现线程同步，将异步执行任务转换为同步执行任务

- (void)semaphoreSync{
    NSLog(@"semaphore begin，当前线程==%@",[NSThread currentThread]);
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
    __block int number = 0;
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务1
        [NSThread sleepForTimeInterval:2];
        NSLog(@"当前线程==%@",[NSThread currentThread]);
        number = 100;
        dispatch_semaphore_signal(semaphore);
    });
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"semaphore---end,number = %d",number);
    
}

打印结果：

可以看到：

semaphore—end 是在执行完 number = 100; 之后才打印的。而且输出结果 number 为 100。这是因为异步执行不会做任何等待，可以继续执行任务。异步执行将任务1追加到队列之后，不做等待，接着执行dispatch_semaphore_wait方法。此时 semaphore == 0，当前线程进入等待状态。然后，异步任务1开始执行。任务1执行到dispatch_semaphore_signal之后，总信号量+1，此时 semaphore == 1，dispatch_semaphore_wait方法使总信号量-1，正在被阻塞的线程（主线程）恢复继续执行。最后打印semaphore—end,number = 100。这样就实现了线程同步，将异步执行任务转换为同步执行任务。
6.6.2 Dispatch Semaphore 线程安全和线程同步（为线程加锁）

线程安全：如果你的代码所在的进程中有多个线程在同时运行，而这些线程可能会同时运行这段代码。如果每次运行结果和单线程运行的结果是一样的，而且其他的变量的值也和预期的是一样的，就是线程安全的。
若每个线程中对全局变量、静态变量只有读操作，而无写操作，一般来说，这个全局变量是线程安全的；若有多个线程同时执行写操作（更改变量），一般都需要考虑线程同步，否则的话就可能影响线程安全。

线程同步：可理解为线程 A 和 线程 B 一块配合，A 执行到一定程度时要依靠线程 B 的某个结果，于是停下来，示意 B 运行；B 依言执行，再将结果给 A；A 再继续操作。
举个简单例子就是：两个人在一起聊天。两个人不能同时说话，避免听不清(操作冲突)。等一个人说完(一个线程结束操作)，另一个再说(另一个线程再开始操作)。

下面，我们模拟火车票售卖的方式，实现 NSThread 线程安全和解决线程同步问题。
场景：总共有50张火车票，有两个售卖火车票的窗口，一个是北京火车票售卖窗口，另一个是上海火车票售卖窗口。两个窗口同时售卖火车票，卖完为止。

6.6.2.1 非线程安全（不使用 semaphore）

static int ticketSurplusCountNotSafe = 50;

- (void)initTicketStatusNotSafe {
    NSLog(@"semaphore begin，当前线程==%@",[NSThread currentThread]);
   
    // queue1 代表北京火车票售卖窗口
    dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    // queue2 代表上海火车票售卖窗口
    dispatch_queue_t queue2 = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue2", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    kWeakSelf(self);
    dispatch_async(queue1, ^{
        [weakself saleTicketNotSafe];
    });
    dispatch_async(queue2, ^{
        [weakself saleTicketNotSafe];
    });
    NSLog(@"semaphore begin，当前线程==%@",[NSThread currentThread]);
}
/**
 * 售卖火车票(非线程安全)
 */
- (void)saleTicketNotSafe {
    while (1) {
        if (ticketSurplusCount > 0) { //如果还有票，继续售卖
            ticketSurplusCount--;
            NSLog(@"%@", [NSString stringWithFormat:@"剩余票数：%d 窗口：%@", ticketSurplusCount, [NSThread currentThread]]);
            [NSThread sleepForTimeInterval:0.5];
        } else { //如果已卖完，关闭售票窗口
            NSLog(@"所有火车票均已售完");
            break;
        }
    }
}

打印结果：

2018-07-30 14:45:22.664003+0800 ThreadTest[34929:343950] semaphore begin，当前线程==<NSThread: 0x60400007b240>{number = 1, name = main}
2018-07-30 14:45:22.664216+0800 ThreadTest[34929:343950] semaphore begin，当前线程==<NSThread: 0x60400007b240>{number = 1, name = main}
2018-07-30 14:45:22.664246+0800 ThreadTest[34929:344111] 剩余票数：49 窗口：<NSThread: 0x608000475a80>{number = 5, name = (null)}
2018-07-30 14:45:22.664250+0800 ThreadTest[34929:347341] 剩余票数：48 窗口：<NSThread: 0x600000273b40>{number = 6, name = (null)}
2018-07-30 14:45:23.164530+0800 ThreadTest[34929:344111] 剩余票数：47 窗口：<NSThread: 0x608000475a80>{number = 5, name = (null)}
2018-07-30 14:45:23.164530+0800 ThreadTest[34929:347341] 剩余票数：46 窗口：<NSThread: 0x600000273b40>{number = 6, name = (null)}
2018-07-30 14:45:23.668978+0800 ThreadTest[34929:347341] 剩余票数：44 窗口：<NSThread: 0x600000273b40>{number = 6, name = (null)}
2018-07-30 14:45:23.668983+0800 ThreadTest[34929:344111] 剩余票数：45 窗口：<NSThread: 0x608000475a80>{number = 5, name = (null)}

可以看到：
在不考虑线程安全，不使用 semaphore 的情况下，得到票数是错乱的，这样显然不符合我们的需求，所以我们需要考虑线程安全问题。

6.6.2.2 线程安全（使用 semaphore 加锁）

顶部定义静态变量

static int ticketSurplusCountSafe = 50;
static dispatch_semaphore_t semaphoreLock;
- (void)initTicketStatusSafe {
    NSLog(@"semaphore begin，当前线程==%@",[NSThread currentThread]);
    semaphoreLock = dispatch_semaphore_create(1);
    // queue1 代表北京火车票售卖窗口
    dispatch_queue_t queue1 = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    // queue2 代表上海火车票售卖窗口
    dispatch_queue_t queue2 = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue2", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    kWeakSelf(self);
    dispatch_async(queue1, ^{
        [weakself saleTicketSafe];
    });
    dispatch_async(queue2, ^{
        [weakself saleTicketSafe];
    });
     NSLog(@"semaphore end，当前线程==%@",[NSThread currentThread]);
}
/**
 * 售卖火车票(线程安全)
 */
- (void)saleTicketSafe {
    while (1) {
        // 相当于加锁
        dispatch_semaphore_wait(semaphoreLock, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        if (ticketSurplusCountSafe > 0) { //如果还有票，继续售卖
           ticketSurplusCountSafe--;
            NSLog(@"%@", [NSString stringWithFormat:@"剩余票数：%d 窗口：%@", ticketSurplusCountSafe, [NSThread currentThread]]);
            [NSThread sleepForTimeInterval:0.5];
        } else { //如果已卖完，关闭售票窗口
            NSLog(@"所有火车票均已售完");
            // 相当于解锁
            dispatch_semaphore_signal(semaphoreLock);
            break;
        }
        // 相当于解锁
        dispatch_semaphore_signal(semaphoreLock);
    }
}

或者使用互斥锁保证线程安全：

- (void)saleTicketSafe1{
    while (1) {
        
        //互斥锁
        @synchronized(self){//没有这句同步锁，票数将会重复出现相同余票
            if (ticketSurplusCountSafe > 0) {
                ticketSurplusCountSafe--;
                NSLog(@"%@", [NSString stringWithFormat:@"剩余票数：%d 窗口：%@", ticketSurplusCountSafe, [NSThread currentThread]]);
                [NSThread sleepForTimeInterval:0.5];
            } else {
                NSLog(@"所有火车票均已售完");
                break;
            }
        }
    }
}

打印结果：

2018-07-30 14:42:17.374356+0800 ThreadTest[34929:343950] semaphore begin，当前线程==<NSThread: 0x60400007b240>{number = 1, name = main}
2018-07-30 14:42:17.374591+0800 ThreadTest[34929:343950] semaphore end，当前线程==<NSThread: 0x60400007b240>{number = 1, name = main}
2018-07-30 14:42:17.374626+0800 ThreadTest[34929:344061] 剩余票数：49 窗口：<NSThread: 0x608000475440>{number = 3, name = (null)}
2018-07-30 14:42:22.109815+0800 ThreadTest[34929:343988] 剩余票数：48 窗口：<NSThread: 0x600000273780>{number = 4, name = (null)}
2018-07-30 14:42:22.615040+0800 ThreadTest[34929:344061] 剩余票数：47 窗口：<NSThread: 0x608000475440>{number = 3, name = (null)}
2018-07-30 14:42:23.118436+0800 ThreadTest[34929:343988] 剩余票数：46 窗口：<NSThread: 0x600000273780>{number = 4, name = (null)}
2018-07-30 14:42:23.619037+0800 ThreadTest[34929:344061] 剩余票数：45 窗口：<NSThread: 0x608000475440>{number = 3, name = (null)}
2018-07-30 14:42:24.119736+0800 ThreadTest[34929:343988] 剩余票数：44 窗口：<NSThread: 0x600000273780>{number = 4, name = (null)}
2018-07-30 14:42:24.624486+0800 ThreadTest[34929:344061] 剩余票数：43 窗口：<NSThread: 0x608000475440>{number = 3, name = (null)}

可以看到到：
在考虑了线程安全的情况下，使用 dispatch_semaphore 机制之后，得到的票数是正确的，没有出现混乱的情况。我们也就解决了多个线程同步的问题。

demo链接[https://github.com/wei3715/ThreadTest]