Written by chuotfx on November 7, 2019

Grand Central Dispatch – Managing Task

Chào bạn, chúng ta lại tiếp tục nổ não với chủ đề “Grand Central Dispatch” trong bài viết này. Nếu bạn chưa đọc qua về nó thì có thể ghé link sau để bổ túc thêm kiến thức cho mình:

- Grand Central Dispatch – Basic Queue

Còn bây giờ thì bắt đầu thôi!

Chuẩn bị

MacOS 10.14.4
Xcode 11.0
Swift 5.1

1. Concurrent Queues

Các ví dụ ở phần đầu tiên thì nếu bạn tinh ý thì sẽ thấy 1 điều. Tất cả chúng đều là serial queue. Vậy tụi nó như thế nào?

Một queue chỉ thực hiện 1 công việc
Các queue được thực hiện theo thứ tự được thêm vào
Dựa vào QoS và độ ưu tiên để tạo nên sự hoạt động bất đồng bộ giữa các queue khác nhau

Phần 1 giới thiệu cho chúng ta về các Queue và cách hoạt động giữa các Queue khác nhau thì sẽ như thế nào. Bây giờ, thì có một vấn đề như sau.

Với 1 queue thì đảm bảo các công việc được thêm vào queue đó sẽ hoạt động một cách đồng bộ
Không dùng nhiều queue
Hạn chế tài nguyên hệ thống cấp pháp

Giải pháp: sử dụng Concurrent Queue để thực hiện nhiều công việc một cách đồng thời trong 1 queue.

Ví dụ với Serial Queue

let queue = DispatchQueue(label: "com.fx.myqueue", qos: .utility)

queue.async {
    for i in 0..<10 {
        print("🔴", i)
    }
}

queue.async {
    for i in 100..<110 {
        print("🔵", i)
    }
}

queue.async {
    for i in 1000..<1010 {
        print("⚫️", i)
    }
}

Kết quả

Các màu sắc in ra theo đúng thứ tự thực thi

🔴 0
🔴 1
🔴 2
🔴 3
🔴 4
🔴 5
🔴 6
🔴 7
🔴 8
🔴 9
🔵 100
🔵 101
🔵 102
🔵 103
🔵 104
🔵 105
🔵 106
🔵 107
🔵 108
🔵 109
⚫️ 1000
⚫️ 1001
⚫️ 1002
⚫️ 1003
⚫️ 1004
⚫️ 1005
⚫️ 1006
⚫️ 1007
⚫️ 1008
⚫️ 1009

Ví dụ với Concurrent Queue

Thêm 1 tham số vào hàm tạo Queue
`attributes` thì mặc định là serial nên chúng ta cần xét thành concurrent

let queue = DispatchQueue(label: "com.fx.myqueue", qos: .utility, attributes: .concurrent)

Kết quả

Các màu sắc đã in ra lộn xộn và không theo thứ tự cho trước
Mỗi lần chạy thì sẽ cho ra kết quả khác

🔴 0
🔵 100
⚫️ 1000
⚫️ 1001
🔴 1
⚫️ 1002
🔴 2
⚫️ 1003
🔴 3
⚫️ 1004
🔴 4
⚫️ 1005
🔴 5
⚫️ 1006
🔴 6
⚫️ 1007
🔴 7
⚫️ 1008
🔵 101
🔴 8
⚫️ 1009
🔵 102
🔴 9
🔵 103
🔵 104
🔵 105
🔵 106
🔵 107
🔵 108
🔵 109

Thêm 1 vấn đề đặt ra nữa là việc tạo ra 1 queue, thêm các task cho nó. Thì auto sẽ thực thi ngay. Và đôi lúc chúng ta muốn gọi queue thực thi lúc nào thì sẽ chạy lúc đó. Vậy giải quyết nó như thế nào?

2. initiallyInactive

Sử dụng đối số là `initiallyInactive` cho tham số attributes

Nó làm đối số truyền vào hàm khởi tạo 1 queue
Với đối số này thì queue sẽ không thực thi ngay
Nó sẽ rất cần thiết cho việc tạo trước các công việc nhưng chưa muốn chúng thực thi
Việc thực thi lúc nào thì do lập trình viên quyết định
.activate() thì queue sẽ thực thi các task của nó

Tham khảo code ví dụ sau

let queue = DispatchQueue(label: "com.fx.myqueue", qos: .utility, attributes: .initiallyInactive)

queue.async {
    for i in 0..<10 {
        print("🔴", i)
    }
}

queue.async {
    for i in 100..<110 {
        print("🔵", i)
    }
}

queue.async {
    for i in 1000..<1010 {
        print("⚫️", i)
    }
}

print("Do something 1")
print("Do something 2")
print("Do something 3")

queue.activate()

print("Do something 4")

Kết quả

các lệnh in do something sẽ chạy trước khi queue.activate()
queue được thực thi theo kiểu serial

Do something 1
Do something 2
Do something 3
🔴 0
Do something 4
🔴 1
🔴 2
🔴 3
🔴 4
🔴 5
🔴 6
🔴 7
🔴 8
🔴 9
🔵 100
🔵 101
🔵 102
🔵 103
🔵 104
🔵 105
🔵 106
🔵 107
🔵 108
🔵 109
⚫️ 1000
⚫️ 1001
⚫️ 1002
⚫️ 1003
⚫️ 1004
⚫️ 1005
⚫️ 1006
⚫️ 1007
⚫️ 1008
⚫️ 1009

Vậy vừa muốn queue chạy theo ý của mình và vừa muốn chạy theo concurrent thì làm sao?

Tham khảo đoạn code sau

Với tham số attributes, thì chúng ta có thể gán cho nó 1 array các giá trị, nên có thể gán vừa có initiallyInactive và concurrent

let queue = DispatchQueue(label: "com.fx.myqueue", qos: .utility, attributes: [.initiallyInactive, .concurrent])

3. Delaying the Execution

Cái tên đã nói lên tất cả rồi, ý đồ sẽ là

Delay task

Mục đích:

Dùng để trì hoãn việc thực thi 1 khối lệnh (công việc) trong 1 block code sau 1 khoản thời gian đặt trước.

Giải pháp:

sử dụng hàm asyncAfter(deadline:) hoặc syncAfter(deadline:)
phù hợp cho cả đồng bộ và bất đồng bộ

DispatchTimeInterval:

Là đơn vị thời gian được sử dụng trong GCD
Các mức đơn vị có thể sử dụng được
- Seconds
- Microseconds
- Miliseconds
- Nanoseconds
.now() sẽ là thời điểm hiện lúc thực thi lệnh

Ví dụ thôi

Tạo 1 queue với công việc là in ra thời gian
Delay nó 2 giây
So sánh thời gian in trước đó

let queue = DispatchQueue(label: "com.fx.myqueue", qos: .userInitiated)

print(Date())

let additionalTime: DispatchTimeInterval = .seconds(2)

queue.asyncAfter(deadline: .now() + additionalTime) {
    print(Date())
}

Kết quả

in sau 2 giây so với lệnh in đầu tiên
30 - 28 = 2

2019-11-07 03:43:28 +0000
2019-11-07 03:43:30 +0000

4. Accessing the Main and Global Queues

4.1. Global Queue

Khi bạn mệt mỏi là phải nhớ nhiều tham số khi khởi tạo và sử dụng 1 Queue. Vậy đây là cách đơn giản hơn nhiều để giúp bạn.

Global Queue

Đây cũng là cái mà hầu hết các thanh niên dev iOS sử dụng. Và tầm khoản 80% dùng mà không hiểu hoặc đôi khi hiểu GCD chính là Global Queue. Ý nghĩa nó như sau:

Đơn giản cho việc tạo ra queue khi không muốn thay đổi nhiều tham số
Có thể thêm các tham số về độ ưu tiên giữa các queue với nhau.
Khi không có thì mặc định chúng là default
Mọi thuộc tính khác và delay đều tương tự các queue custom khác

Ví dụ tham khảo

let globalQueue = DispatchQueue.global()
globalQueue.async {
    for i in 0..<10 {
        print("🔴", i)
    }
}

Thêm thuộc tính cho nó

let globalQueue = DispatchQueue.global(qos: .userInitiated)

4.2. Main Queue

Hệ thống luôn duy trì 1 main thread để thực hiện các công việc update UI trong chương trình
Khi tiến hành các công việc liên quan thread, đồng bộ hay bất đồng bộ thì để cập nhật dữ liệu lên giao diện thì chúng ta cần phải truy cập được main thread.
Thường hay sử dụng sau khi nhận dữ liệu từ API trả về và update lên các TableView, CollectionView…

Cách sử dụng

Dùng một cách đơn thuần

DispatchQueue.main.async {
    //code here
}

Dùng kết hợp với Queue khác khi muốn về lại main thread

DispatchQueue.global().async {
    //do some task
    
    DispatchQueue.main.async {
        //update UI & Data here
    }

}

Dùng trong cập nhật UI với connect API/Webservice …

1. tạo đối tượng url từ 1 url string
2. request dữ liệu theo url, sử dụng URLSession –> việc request này sẽ thực thi ở 1 thread khác và diễn ra bất đồng bộ
3. tạo UIImage, từ data nhận được
4. Update lại UIImageView từ main thread

func fetchImage(urlString: String) {
    //1
    let url = URL(string: urlString)
    
    //2
    (URLSession(configuration: .default).dataTask(with: url!, completionHandler: { (data, response, error) in
        
        if let data = data {
            
            //3
            let image = UIImage(data: data)
            
            //4
            DispatchQueue.main.async {
                self.imageView.image = image
            }
        }
        
        })).resume()
}

5. Using DispatchWorkItem Objects

Toàn bộ các phần trên + bài trước thì nói về việc define các Queue để thực thi công việc. Vậy việc define công việc sẽ như thế nào?

5.1. Định nghĩa

Để define 1 task/1 công việc/1 nhiệm vụ … thì chúng ta sử dụng DispatchWorkItem

DispatchWorkItem là 1 block code
Có thể được thêm vào bất kỳ queue nào và thực hiện được trên các thread, background hoặc main thread.
Giúp đơn giản hoá các mã code để xử lý công việc
Tách chúng ra các đơn vị nhỏ và dễ quản lý hơn

5.2. Cách sử dụng

let workItem = DispatchWorkItem {
    // Do something
}

5.3. Thực thi

Muốn cho workItem thực thi thì dùng lệnh .perform()
Khi không ở thread hay queue nào thì workItem sẽ được thực thi ở main thread

var value = 10

let workItem = DispatchWorkItem {
    value += 5
}

print(value)

workItem.perform()
print(value)

5.4. Thực thi ở trong Queue

let queue = DispatchQueue.global()
queue.async {
    workItem.perform()
}

print(value)

Nếu update UI trong workItem thì cần phải chú ý. Chương trình sẽ crash nên việc update UI không thực thi ở main thread

Cách đơn giản hơn là dùng .async(execute:)

let queue = DispatchQueue.global()
queue.async(execute: workItem)

print(value)

5.5. Notify

Khi 1 workItem được thực thi thì có thể thông báo cho main thread hoặc bất cứ thread nào:

tham số queue thì quy định Queue nào sẽ nhận được thông báo khi workItem thực thi xong

workItem.notify(queue: DispatchQueue.main) {
    //code here
}

Tham khảo code đầy đủ với workItem

var value = 10

let workItem = DispatchWorkItem {
    value += 5
}

workItem.perform()

let queue = DispatchQueue.global()
queue.async(execute: workItem)

workItem.notify(queue: DispatchQueue.main) {
    print(value)
}

6. Handling Background Tasks

Tham khảo 1 đoạn code giả sau:

class ViewController: UIViewController {
    
    var bucAnhTuyetDep: UIImageView?
    
    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        
        //khoi tao anh
        bucAnhTuyetDep = UIImageView()
        
        //xu ly anh
        let anhTamThoi = hamXuLyAnn()
        
        //xet anh
        bucAnhTuyetDep?.image = anhTamThoi
    }
    
    func hamXuLyAnn() -> UIImage? {
        return nil
    }
}

Ta thấy:

Tất cả các công việc đều được xử lý trong main thread
Việc xử lý ảnh thường rất tốn thời gian
Các công việc đặt vào viewDidLoad
Giao diện ứng dụng sẽ bị treo cho đến lúc hoàn thành xong việc xử lý ảnh

Và cũng có cách giải quyết kinh điển. Các giải quyết là đưa công việc xử lý ảnh ra một thread khác. Để:

1. Giảm tải trên main thread
2. Tránh block UI

Khi hoàn thành thì cần phải truy cập về Main thread để update lại UI. Tham khảo full code ví dụ:

class ViewController: UIViewController {
    
    var bucAnhTuyetDep: UIImageView?
    
    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        
        //khoi tao anh
        bucAnhTuyetDep = UIImageView()
        
        DispatchQueue.global(qos: .userInitiated).async { [weak self] in
            guard let `self` = self else { return }
            
            //xu ly anh
            let anhTamThoi = self.hamXuLyAnn()
            
            //update UI
            DispatchQueue.main.async { [weak self] in
                guard let `self` = self else { return }
                //xet anh
                self.bucAnhTuyetDep?.image = anhTamThoi
            }
            
        }
    }
    
    func hamXuLyAnn() -> UIImage? {
        return nil
    }
}

[weak self]
- Các weak self ở đây được sử dụng để tránh các reference strong
- Khi các đối tượng bị giải phóng thì chương trình cũng không bị crash

Tóm lại cho việc xử lý task cho background

Cần thực hiện một cách bất đồng bộ
Sau khi thực hiện cần truy cập về main thread để thực hiện việc update dữ liệu lên UI nếu cần thiết
Cần phải quản lý các trạng thái các đối tượng mình sử dụng để tránh việc đối tượng không tồn tại
Với các tính chất của các DispatchQueue hay độ ưu tiên mà người lập trình có thể quyết định các công việc đó sẽ được thực hiện ở đâu? và thực hiện như thế nào?

Các Queue

Main Queue : Là sự lựa chọn phổ biến cho việc update UI sau khi hoàn thành task. Mọi thứ với main thì phải là bất động bộ (async)
Global Queue: Là sự lựa chọn tốt cho các công việc không phải UI và thực thi ở background
Custom Serial Queue : Là sự lựa chọn tốt nhất cho việc thực hiện ở background và cần theo dõi chúng. Tránh bị chiếm tài nguyên hệ thống. Dùng nhiều trong việc load data.

7. Dispatch Group

Khi chúng ta có rất nhiều task cần thực hiện đồng thời và chúng lại update UI. Vậy phải làm sao để cho chương trình hoạt động một cách mượt mà nhất?

Tham khảo đoạn code sau:

class ViewController: UIViewController {
        
    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        
        //loadData
        taskOne()
        taskTwo()
        taskThree()
    }
    
    func taskOne() {
        //code
    }
    
    func taskTwo() {
        //code
    }

    func taskThree() {
        //code
    }

}

Với việc thực thi các công việc như trên thì:

Tốn tài nguyên xử lý
Thực thi cùng lúc
Không thể kiểm soát được nếu các task đó là bất đồng bộ

Giải quyết

Để giải quyết yêu cầu bài toán thì GCD đưa ra DispatchGroup
Nhóm các task cần thực hiện lại, nhất là các task bất đồng bộ
Quản lý được việc thực thi của các task
Quyết định được việc chờ đợi để hoàn thành hay không.

Lưu ý: phần DispatchGroup được trình bày ở đây thì phạm vi chỉ là cách sử dụng cơ bản. Và còn rất nhiều các kiến thức nâng cao nữa.

Cài đặt lại các task trong ví dụ trên

Thêm call back, để thông báo việc kết thúc function khi thực hiện bất đồng bộ
Sử dụng thêm các closure để thông báo việc hoàn thành các task

    func taskOne(completion: @escaping () -> Void) {
        print("task one")
        DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: .now() + 3) {
            completion()
        }
    }
    
    func taskTwo(completion: @escaping () -> Void) {
        print("task two")
        DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: .now() + 3) {
            completion()
        }
    }

    func taskThree(completion: @escaping () -> Void) {
        print("task three")
        DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: .now() + 3) {
            completion()
        }
    }

Trong ví dụ này chúng ta cài đặt các task với tính chất là bất đồng bộ và thời gian hoàn thành là khác nhau.

Thực thi DispatchGroup

Tiếp tục với ví dụ ở trên và cài đặt DispatchGroup vào function viewDidLoad

DispatchQueue.global(qos: .userInitiated).async {
            //1
            let dispatchGroup = DispatchGroup()
            
            //2
            dispatchGroup.enter()
            //3
            self.taskOne {
                print("ONE -> DONE")
                //4
                dispatchGroup.leave()
            }
            
            dispatchGroup.enter()
            self.taskTwo {
                print("TWO -> DONE")
                dispatchGroup.leave()
            }
            
            dispatchGroup.enter()
            self.taskThree {
                print("THREE -> DONE")
                dispatchGroup.leave()
            }
            
            //5
            dispatchGroup.notify(queue: .main) {
                print("ALL DONE")
            }
        }

Trong đó:

Tạo ra một đối tượng DispatchGroup và cần có 1 queue để thực thi các task của DispatchGroup
Đưa 1 task vào group để thực thi, sử dụng .enter()
Thực thi task đó
Thoát task ra khỏi DispatchGroup, sử dụng .leave()
Sau khi hoàn thành tất cả các task thì Group sẽ báo 1 notify về main queue (hoặc có thể bất kỳ queue nào). Cần chú ý về notify tới thread nào.

Chú ý 1 điều rất quan trọng là: “bao nhiêu lần .enter(), thì bấy nhiều lần .leave()“.

Nếu như số lần leave ít hơn enter thì DispatchGroup sẽ không bao giờ kết thúc. Để giải quyết đề timeout này thì chúng ta sử dụng hàm wait().

wait()

Hàm wait() sẽ dừng toàn bộ thread của DispatchGroup lại cho đến khi các task được thực thi xong hết
Ngoài ra, còn có các hàm wait(timeout: ) để người lập trình xét thời gian cho việc hoàn thành các task.
Nếu các task chưa kịp hoàn thành thì các lệnh trong hàm wait(timeout: ) sẽ được thực thi

      DispatchQueue.global(qos: .userInitiated).async {
        
            let dispatchGroup = DispatchGroup()
            
            dispatchGroup.enter()
            self.taskOne {
                print("ONE -> DONE")
                dispatchGroup.leave()
            }
            
            dispatchGroup.enter()
            self.taskTwo {
                print("TWO -> DONE")
                dispatchGroup.leave()
            }
            
            dispatchGroup.enter()
            self.taskThree {
                print("THREE -> DONE")
                dispatchGroup.leave()
            }
            
            dispatchGroup.wait()
            
            dispatchGroup.notify(queue: .main) {
                print("ALL DONE")
            }
        }

Okay, tới đây thì hàng họ cũng đã đủ để chiến đấu vô tư với GCD rồi. Chúc bạn may mắn!

Tạm kết

Bất đồng bộ với Concurrent Queues
Delaying thực thi task trong Queue
Sử dụng Global Queue và Main Queue
Định nghĩa công việc với WorkItem
Xử lý Background Tasks
Thao tác thực thi và quản lý nhiều task với Dispatch Group

“Kết thúc phần lý thuyết này chỉ là cơ bản về GCD và cách sử dung nó. Các phần nâng cao hơn sẽ được cập nhật vào trong thời gian không xa.”

Facebook Tweet Pin Yummly LinkedIn Print EmailShares11

Dispatch Semaphore trong 10 phút

Written by chuotfx

Hãy ngồi xuống, uống miếng bánh và ăn miếng trà. Chúng ta cùng nhau đàm đạo về đời, về code nhóe!

Grand Central Dispatch – Managing Task

Chuẩn bị

1. Concurrent Queues

2. initiallyInactive

3. Delaying the Execution

4. Accessing the Main and Global Queues

4.1. Global Queue

4.2. Main Queue

Cách sử dụng

5. Using DispatchWorkItem Objects

5.1. Định nghĩa

5.2. Cách sử dụng

5.3. Thực thi

5.4. Thực thi ở trong Queue

5.5. Notify

6. Handling Background Tasks

Tóm lại cho việc xử lý task cho background

Các Queue

7. Dispatch Group

Giải quyết

Cài đặt lại các task trong ví dụ trên

Thực thi DispatchGroup

wait()

Tạm kết

Related Posts:

Written by chuotfx

Leave a Reply Cancel reply

Donate – Buy me a coffee!

Fan page

Recent Posts

You may also like:

Archives

About me

Grand Central Dispatch – Managing Task

Chuẩn bị

1. Concurrent Queues

2. initiallyInactive

3. Delaying the Execution

4. Accessing the Main and Global Queues

4.1. Global Queue

4.2. Main Queue

Cách sử dụng

5. Using DispatchWorkItem Objects

5.1. Định nghĩa

5.2. Cách sử dụng

5.3. Thực thi

5.4. Thực thi ở trong Queue

5.5. Notify

6. Handling Background Tasks

Tóm lại cho việc xử lý task cho background

Các Queue

7. Dispatch Group

Giải quyết

Cài đặt lại các task trong ví dụ trên

Thực thi DispatchGroup

wait()

Tạm kết

Related Posts:

Written by chuotfx

Leave a Reply Cancel reply

Donate – Buy me a coffee!

Fan page

Tags

Recent Posts

You may also like:

Archives