理解 GCD 中 async 与 sync 的区别

在我们编写 iOS 代码的时候，经常会碰到异步执行的代码。有时你知道你正在编写一些异步执行的代码，有时则直接传递一个 completion handler，这个 handler 可能会也可能不会在不同的队列异步执行。

如果你对 DispatchQueue 很熟悉的话，你可能会经常写下面的代码：

csharp 复制代码

DispatchQueue.main.async {
  // 执行你自己的逻辑
}

DispatchQueue 不光有 async，它还有一个 sync。本篇文章主要聚焦这两个方法，来讲解一下它俩的不同之处。

DispatchQueue.async

每个 DispatchQueue 实例对象都可以调用 async 方法。不管是主队列 DispatchQueue.main、全局队列 DispatchQueue.global() 还是你自己创建的。它的作用是它接收到的闭包中的代码会稍后执行（异步执行）。

当你调用队列的异步方法时，就代表你要求它执行闭包中的工作，但不需要立马执行该工作，或者更确切地说，你不想异步方法的任务阻塞现有的任务。

想象一下在餐馆当服务员的情景。你的工作是接受客人点的菜，并把它们转达给厨房。每次你为客人点餐，你都会走到厨房，递给他们一张纸条，上面写着他们需要准备的菜，然后你继续下一道菜。最后，厨房会通知你，他们已经完成了一份订单，你可以拿起订单，把它送到客人的桌子上。

在这个类比中，服务员可以被认为是它自己的调度队列。你可以将其视为主队列，因为如果服务员被阻塞，则不会再接受订单，并且餐厅会陷入停顿(假设这是一家只有一个服务员的小餐厅)。厨房可以被看作是一个不同的调度队列，服务员每次请求下一个订单时，都会异步调用这个队列。

作为一名服务员，你要完成工作，然后继续做下一项任务。因为你异步调度到厨房，没有人会被阻塞，每个人都可以执行他们的工作。

上面的类比解释了从一个队列到另一个队列的异步调用，但它没有解释从同一队列内部的异步调度。

例如，当你已经在主队列中时，没有什么可以阻止你调用 DispatchQueue.main.async。那么这是怎么回事呢?

非常相似，真的。当您在同一队列内异步调度时，应该执行的工作体将在队列当前正在执行的工作之后执行。

回到服务员的比喻，如果你走过一张桌子，告诉他们"我马上就来帮你点单"，而你现在正在给另一张桌子送饮料，你实际上是在异步调度自己。你已经安排了一大堆工作要做，但你也不想阻碍你现在正在做的事情。

总而言之，DispatchQueue.async 允许你使用闭包来安排要完成的工作，而且不会阻塞任何正在进行的工作。在大多数情况下，当你需要分派任务到队列时，会希望使用 async。然而，在一些场景下，DispatchQueue.sync 也是同样重要的。

DispatchQueue.sync

由异步替换为同步是非常简单的，只需将 async 改为 sync 即可。但如果你不太熟悉队列的同步的话，你可能认为即使你在同步调度，你也不会阻塞你所在的队列，因为工作在另一个队列上运行。

不幸的是，这并不完全正确。让我们回到上一节的餐厅。

我解释了服务员是如何异步地把饭菜准备工作送到厨房的。这使得服务员可以继续为客人点单和送餐。

现在想象一下，服务员向厨房要点菜，然后站在那里等待。什么都不做。服务员并不是因为他们自己的工作而受阻，而是因为他们必须等待厨师准备好他们要的菜。

这就是DispatchQueue 的同步。当你使用同步调度工作任务时，当前队列将等待工作任务完成，以便它可以继续执行接下来的任何工作。

到目前为止，我使用DispatchQueue.sync的最常见的情况与 @Atomic属性包装器类似，即确保某些属性或值只能被同步修改，以避免多线程问题。

比如下面的代码：

swift 复制代码

class DateFormatterCache {
  private var formatters = [String: DateFormatter]()
  private let queue = DispatchQueue(label: "DateFormatterCache: \(UUID().uuidString)")

  func formatter(using format: String) -> DateFormatter {
    return queue.sync { [unowned self] in
      if let formatter = self.formatters[format] {
        return formatter
      }

      let formatter = DateFormatter()
      formatter.locale = Locale(identifier: "en_US_POSIX")
      formatter.dateFormat = format
      self.formatters[format] = formatter

      return formatter
    }
  }
}

每次 DateFormatterCache的实例调用 formatter(using:)函数时，该工作都会同步分配到特定的队列。默认情况下，调度队列是串行的，这意味着它们按照任务调度的顺序一个接一个地执行每个任务。

这意味着我们确定一次只有一个任务访问 formatters，从中读取，并在需要时缓存一个新的 formatter。

如果我们同时从多个线程调用 formatter(using:) ，我们确实需要这种同步行为。如果我们不这样做，多个线程将从 formatters 中读取并写入它，这意味着我们最终将多次创建相同的日期格式化器，我们甚至可能遇到格式化器完全从缓存中丢失的情况。

如果你喜欢用餐馆的比喻来理解，可以把它想象成餐馆里的所有客人都能在一张纸上写下他们点的菜。服务员只允许将一张纸递给厨房，而这张纸必须包含所有的订单。每次客人向服务员要点餐单时，服务员都会给客人一份目前已知的点餐单。

总结

请记住，在将工作分派到队列时，异步通常是你想要的方法，而当你希望具有原子操作并确保字典、数组等的线程安全时，同步是非常重要的。