GCD与线程

 * author:conowen@大钟                                                                                                                          
 * E-mail:conowen@hotmail.com      

GCD

在是iOS中,开发者通过GCD这个API来进行线程的切换,并且通过设置的dispatch_queue_t来来控制任务队列是并行还是串行。任务队列由一个或多个任务组成,当这些任务要开始执行时,系统会分别把他们分配到某个线程上去执行。

串行队列、并行队列

GCD编程中,创建一个队列代码如下

dispatch_queue_t queue_t_concurrent = dispatch_queue_create("com.conowen.concurrent", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);//concurrent  
dispatch_queue_t queue_t_serial = dispatch_queue_create("com.conowen.serial", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);//serial  

DISPATCH_QUEUE_SERIAL的值为NULL
除了自定义队列,系统还有常用的两个队列。

  • 主队列: dispatch_get_main_queue,一切的UI操作务必在主队列中操作。
  • 全局并行队列: dispatch_get_global_queue。

如果有以下任务:[任务A,任务B,任务C,任务D]
按照顺序放在串行队列中运行,那么最终得到结果的顺序也是ABCD的顺序,假若放在并行队列中运行,结果的顺序是随机的。

//异步切换到主线程
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ //主串行队列
    //task
});
//同步切换到主线程
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{  //主串行队列
    //task
});
//异步切换到子线程
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{  //并行队列
    //task
});
//同步切换到子线程
dispatch_sync(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{  //并行队列
    //task
});

简单来说,GCD是对线程的一个抽象,开发者无需关心线程,关心任务的队列即可。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)。

GCD 串行队列 并行队列 主队列
dispatch_sync 不启动新线程 不启动新线程 可能死锁
dispatch_async 启动新线程 启动多条新线程 不启动新线程

async、sync

async

使用dispatch_async 调用一个block,如:dispatch_async(myQueue,myBlock);这个myBlock会被放到myQueue队列的队尾等待执行,这时候,这个myBlock任务并没有串行与并行一说,如果myQueue是并行,那么这个myBlock任务就是并行运行,如果myQueue是串行队列,那么这个MyBlock就是串行运行,但是dispatch_async会马上结束并且返回。

dispatch_async(myQueue, ^{   
  //do something
});

sync

使用dispatch_sync ,如dispatch_sync(myQueue,myBlock);,同样也是把myBlock任务放到myQueue上面执行,但是dispatch_sync会等待这个myBlock执行完毕才会结束返回,也就是说,它会一直阻塞当前dispatch_sync所在的线程直到myQueue队列中myBlock任务执行完,返回。

需要记住一点就是,GCD的sync会阻塞当前线程,等待Block的任务结束返回。

dispatch_barrier

GCD中除了提供上述两种dispatchAPI以外,还提供了Dispatch_barrier系统的API,俗称栅栏,使用dispatch_barrier_sync()dispatch_barrier_async()。就相当于一个限流的栅栏。
dispatch_barrier之前添加的block任务先执行才轮到dispatch_barrier之后添加的block任务执行。

- (void)barrier
{
    NSLog(@"add task1 block");
    dispatch_async(self.concurrentQueue, ^{
        // task1
        sleep(1.0);
        NSLog(@"task1");
    });
    NSLog(@"add task2 block");
    dispatch_async(self.concurrentQueue, ^{
        // task2
        sleep(1.0);
        NSLog(@"task2");
    });
    NSLog(@"add barrier async task");
    dispatch_barrier_async(self.concurrentQueue, ^{
        // barriertask
        sleep(1.0);
        NSLog(@"barrier async task");
    });
    NSLog(@"add task3 block");
    dispatch_async(self.concurrentQueue, ^{
        // task3
        sleep(1.0);
        NSLog(@"task3");
    });
}

输入结果就是

2021-05-29 17:54:12.989952+0800 Test[84911:9673182] add task1 block
2021-05-29 17:54:12.990075+0800 Test[84911:9673182] add task2 block
2021-05-29 17:54:12.990170+0800 Test[84911:9673182] add barrier async task
2021-05-29 17:54:12.990279+0800 Test[84911:9673182] add task3 block
2021-05-29 17:54:13.993560+0800 Test[84911:9673237] task1
2021-05-29 17:54:13.993560+0800 Test[84911:9673235] task2
2021-05-29 17:54:14.996732+0800 Test[84911:9673235] barrier async task
2021-05-29 17:54:15.997432+0800 Test[84911:9673235] task3

如果是dispatch_barrier_async,就要等待barrier中的block完成后,才能继续后面的block任务添加。
输出就变成

2021-05-29 17:55:44.060454+0800 Test[84973:9674991] add task1 block
2021-05-29 17:55:44.060686+0800 Test[84973:9674991] add task2 block
2021-05-29 17:55:44.060776+0800 Test[84973:9674991] add barrier async task
2021-05-29 17:55:45.064232+0800 Test[84973:9675080] task1
2021-05-29 17:55:45.064232+0800 Test[84973:9675074] task2
2021-05-29 17:55:46.065319+0800 Test[84973:9674991] barrier async task
2021-05-29 17:55:46.065710+0800 Test[84973:9674991] add task3 block
2021-05-29 17:55:47.068985+0800 Test[84973:9675075] task3

经典的死锁问题


- (void)viewDidLoad
{
    [super viewDidLoad];
    NSLog(@"1");
    dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"2");
    });
    NSLog(@"3");
}

出现死锁的两个关键前提就是:
1、在同一个串行队列
2、同一个线程中。

因为^{NSLog(@"2");}这个Block放在dispatch_get_main_queue()主串行队列中执行,但是由于是串行队列,Block并不会立马就执行,(要排队)。这时候dispatch_sync阻塞主线程,等待main_queue中的Block执行完毕,但是由于主线程被阻塞了,Block中的代码永远不会执行,出现了互相等待的情况,这样就导致的死锁。

但是如果是以下代码就不会导致死锁

dispatch_queue_t queue_t_concurrent = dispatch_queue_create("com.conowen.concurrent", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);//concurrent
    dispatch_async(queue_t_concurrent, ^{
        dispatch_sync(queue_t_concurrent, ^{
            NSLog(@"2");
        });
    });

因为Block 在并行队列中(不用在队列中排队),会被立刻执行,然后返回结果,所以dispatch_sync也不会等待出现一直等待Block结果的状态,这时候不会出现死锁情况。

所以苹果废弃掉了dispatch_get_current_queue方法,就是怕会出现以下代码导致死锁。


dispatch_queue_t queue_t_serial = dispatch_queue_create("com.conowen.serial", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);//serial  
    dispatch_async(queue_t_serial, ^{
        dispatch_sync(dispatch_get_current_queue(), ^{
            NSLog(@"0");
        });
    });

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