SDWebImage源码反思

事情起源于与朋友讨论 SDWebImage 框架中对dispatch_syncdispatch_async的使用,有的地方使用的是 dispatch_sync,有的地方使用的是 dispatch_async,到底该怎么区分这两个的使用呢?让我们走进 SDWebImage 的内心世界,了解它的心路历程。

1. SDWebImage 框架源码

SDWebImage 框架的SDWebImageCompat.h文件中,有这样的宏定义:

//主线程同步执行
#define dispatch_main_sync_safe(block)\
    if ([NSThread isMainThread]) {\
        block();\
    } else {\
        dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), block);\
    }
//主线程异步执行
#define dispatch_main_async_safe(block)\
    if ([NSThread isMainThread]) {\
        block();\
    } else {\
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), block);\
    }

dispatch_main_sync_safedispatch_main_async_safe 这两个宏中都判断了当前线程是否是主线程,如果是则直接执行 block 中的代码。它们不同的在于一个是用 dispatch_sync 函数,另外一个使用
dispatch_async 函数。

2. dispatch_sync 和 dispatch_async

dispatch_sync 将任务提交到指定的队列,但是会阻塞当前线程。主要分为三种情况:并发队列、串行队列、主队列。

  1. 并发队列的情况:


    dispatch_sync 并发队列

由上图可得知:dispatch_sync 提交的任务到并发队列会阻塞当前线程,并且会在当前线程执行任务。

  1. 自定义串行队列的情况:


    dispatch_sync 串行队列

由上图可得知:dispatch_sync 提交的任务到串行队列会阻塞当前线程,并且会在当前线程执行任务。

  1. 主队列的情况 :


    dispatch_sync 主队列

由上图可得知:dispatch_sync 提交的任务到主队列会阻塞当前线程,并且会在主线程执行任务。

主队列有一些特殊,当用 dispatch_sync 在主队列上面提交任务的时候,当前线程会切换到主线程来执行提交的任务!

接下来再说 dispatch_async 函数:

dispatch_async 将任务提交到指定的队列,不会阻塞当前线程。我们也分为三种情况来讨论:并发队列、串行队列、主队列。

  1. 并发队列的情况:
dispatch_async 并发队列

由上图可得知:dispatch_async 提交的任务到并发队列不会阻塞当前线程,并且会在新的线程里面(由并发队列管理)执行任务。

  1. 串行队列的情况:


    dispatch_async 串行队列

由上图可得知:dispatch_async 提交的任务到串行队列不会阻塞当前线程,并且会在新的线程里面(由串行队列管理)执行任务。

  1. 主队列的情况:


    dispatch_async 主队列

由上图可得知:dispatch_async 提交的任务到主队列不会阻塞当前线程,并且会在主线程里面(由主队列管理)执行任务。

区别

回到 SDWebImage 框架的源码,这时候我们可以得知,dispatch_main_sync_safedispatch_main_async_safe 的唯一的区别就是一个阻塞当前线程,另外一个不会阻塞当前线程。查看 SDWebImage 使用 dispatch_main_sync_safe
的地方,大部分都可以使用 dispatch_main_async_safe 来进行替换,而且由于 dispatch_main_sync_safe 需要进行加信号量锁,效率反而没有切换线程来的快。

3. SDWebImage 新版本

SDWebImage 新版本中(4.0.0-beta)已经更改了这个地方,改为下面的宏定义:

#ifndef dispatch_main_async_safe
#define dispatch_main_async_safe(block)\
    if (strcmp(dispatch_queue_get_label(DISPATCH_CURRENT_QUEUE_LABEL), dispatch_queue_get_label(dispatch_get_main_queue())) == 0) {\
        block();\
    } else {\
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), block);\
    }

作者说是为了防止 dispatch_sync 死锁的产生,将项目中所有的dispatch_main_sync_safe 全都替换为 dispatch_main_async_safe 并且保证代码没有问题。详情请见这里:Fixed deadlocks, completion blocks async, race condition on cancel #781

4. 关于 dispatch_sync 的死锁问题
dispatch_sync 死锁问题
举例说明:
//这是线程p1
任务task2
dispatch_sync(队列B, ^{
    //这是线程p2
    任务task1
});
解释
  1. dispatch_sync 提交 task1任务到队列B上面,线程p1等待信号量锁进入阻塞状态,信号量锁由队列B持有。
  2. 队列B确定要执行的task1任务所在的队列A,将任务交给队列A,并且将信号量锁交给队列A。
  3. 队列A创建线程p2来执行任务task1,如果队列是串行队列(串行队列只有一个线程,没法创建额外的线程),则判断串行队列的线程p2是否正在执行任务task2,如果正在执行任务task2,则队列A继续持有信号量锁等待任务task2执行完。
  4. 队列A将任务task1交给线程p2来执行task1任务,并将信号量锁交给线程p2。
  5. p2线程执行完task1任务,释放信号量锁。
  6. p1线程得到信号量锁,继续执行任务。
死锁的发生

线程p1和线程p2是一个线程。(也就是说队列A和队列B是同一个队列,而且是串行队列)

当队列A和队列B是同一个队列并且是串行队列的时候,由于串行队列里面只能拥有一个线程,故当线程p1阻塞的时候,串行队列持有信号量锁等待线程p1执行完毕,这样就发生了死锁。

5. 总结
  1. dispatch_sync 在提交任务到串行队列的时候,容易发生死锁,在日常的使用中一定要多加注意。
  2. dispatch_sync 底层使用的是信号量锁。
  3. SDWebImage 中解释到[NSFileManager defaultManager] 为线程安全类,不需要在串行队列里面执行,详情请见这里:Fixed deadlocks, completion blocks async, race condition on cancel #781
  4. 判断当前队列是否是主队列的方式:strcmp(dispatch_queue_get_label(DISPATCH_CURRENT_QUEUE_LABEL), dispatch_queue_get_label(dispatch_get_main_queue())。为什么不用之前的 [NSThread isMainThread] 了呢?原因是某些特殊情况下,主线程有可能从其他队列(非主队列)获取任务执行 ,具体请看:GCD's Main Queue vs. Main Thread
参考链接:
  1. dispatch_sync死锁问题研究
  2. SDWebImage
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