在 iOS 开发中，多线程是提升应用性能、优化用户体验的关键技术。而 GCD（Grand Central Dispatch） 是 Apple 提供的一套强大、高效的并发编程接口，它基于 C 语言实现，封装了底层线程管理的复杂性，让开发者可以专注于任务本身。
本文将系统讲解 GCD 的核心概念、使用方式、常见组合场景以及高级用法，并辅以代码示例，助你彻底掌握 GCD。
一、什么是 GCD？
GCD（Grand Central Dispatch） 是 Apple 在 Mac OS X 10.6（Snow Leopard）和 iOS 4 中引入的多核并发编程框架。其主要特点包括：
自动利用多核 CPU 资源；
基于“队列”模型管理任务；
自动管理线程生命周期（创建、调度、销毁）；
使用 Block（闭包）作为任务单元，语法简洁；
底层由系统维护线程池，高效且安全。
✅ 一句话总结：GCD 让你只需关心“做什么”，而不用操心“怎么做线程”。
二、GCD 的两个核心概念
1. 任务（Task）
任务是你希望在线程中执行的一段代码，通常以 Block 形式传递：
^{
// 执行代码
}
任务有两种提交方式：
⚠️ 注意：
dispatch_async不一定开启新线程！例如向主队列异步提交任务，仍会在主线程执行。
2. 队列（Dispatch Queue）
队列是任务的容器，遵循 FIFO（先进先出） 原则。GCD 提供两类队列：
（1）串行队列（Serial Queue）
每次只执行一个任务；
任务按顺序依次执行；
默认只使用一个线程（除非是主队列）。
dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("com.example.serial", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
（2）并发队列（Concurrent Queue）
可同时执行多个任务；
系统根据资源自动分配多个线程；
仅在异步提交时才并发执行。
dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("com.example.concurrent", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
特殊队列：
主队列（Main Queue）：
dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();串行队列；
所有任务在 主线程 执行；
UI 更新必须在此队列进行。
全局并发队列（Global Queue）：
dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);系统提供的并发队列；
支持不同优先级（如
HIGH,DEFAULT,LOW,BACKGROUND）。
三、GCD 的六种基本组合
🔥 重点警告：
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{...})在主线程中调用会导致 死锁！
因为 sync 会等待任务完成，而主队列任务需等当前 runloop 结束才能执行，形成循环等待。
四、代码示例
1. 异步并发执行（常用后台任务）
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_async(queue, ^{
// 耗时操作：网络请求、文件读写等
NSLog(@"后台线程：%@", [NSThread currentThread]);
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
// 回到主线程更新 UI
self.label.text = @"加载完成";
});
});
2. 串行队列保证顺序执行
dispatch_queue_t serial = dispatch_queue_create("com.example.download", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
for (int i = 0; i < 5; i++) {
dispatch_async(serial, ^{
NSLog(@"任务 %d - %@", i, [NSThread currentThread]);
[NSThread sleepForTimeInterval:1];
});
}
// 输出：0,1,2,3,4 依次打印，间隔1秒
3. 避免主队列同步死锁
❌ 错误写法（在主线程中）：
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{ /* ... */ }); // 卡死！
✅ 正确做法：
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ /* UI 更新 */ });
五、GCD 高级用法
1. dispatch_once：线程安全的单例初始化
+ (instancetype)sharedInstance {
static id instance;
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
instance = [[self alloc] init];
});
return instance;
}
2. dispatch_after：延时执行
double delayInSeconds = 2.0;
dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(delayInSeconds * NSEC_PER_SEC));
dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"2秒后执行");
});
3. dispatch_group：任务组等待
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
dispatch_group_async(group, queue, ^{ /* 任务1 */ });
dispatch_group_async(group, queue, ^{ /* 任务2 */ });
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"所有任务完成！");
});
4. dispatch_barrier_async：读写锁（用于自定义并发队列）
// 创建并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.example.barrier", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
// 读操作（并发）
dispatch_async(queue, ^{ /* 读取数据 */ });
// 写操作（屏障，等待所有读完成后再执行，执行时阻塞其他任务）
dispatch_barrier_async(queue, ^{
// 安全写入
});
5. dispatch_semaphore：信号量控制并发数
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(3); // 最多3个并发
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
dispatch_async(queue, ^{
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
// 模拟耗时任务
NSLog(@"执行任务 %d", i);
sleep(2);
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});
}
六、最佳实践建议
UI 操作永远在主队列；
避免在主线程做耗时操作（防止卡顿）；
慎用
dispatch_sync，尤其不要同步提交到当前队列；优先使用全局队列，除非需要严格顺序（用串行队列）；
善用
dispatch_group和dispatch_semaphore控制复杂并发逻辑。
七、结语
GCD 是 iOS 并发编程的基石。掌握它不仅能写出高性能代码，还能避免常见的线程安全问题。希望本文能帮你建立起对 GCD 的系统认知。