551,GCD的队列嵌套情况下,不同组合方式区别(面试点:一,异步执行+串行队列 嵌套 同步执行+同一个串行队列会造成死锁,二,同步执行+串行队列 嵌套 同步执行 同一个串行队列会造成死锁)

除了上边提到的『主线程』中调用『主队列』+『同步执行』会导致死锁问题。实际在使用『串行队列』的时候,也可能出现阻塞『串行队列』所在线程的情况发生,从而造成死锁问题。这种情况多见于同一个串行队列的嵌套使用。

比如下面代码这样:在『异步执行』+『串行队列』的任务中,又嵌套了『当前的串行队列』,然后进行『同步执行』。

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("test.queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_async(queue, ^{    // 异步执行 + 串行队列
    dispatch_sync(queue, ^{  // 同步执行 + 当前串行队列
        // 追加任务 1
        [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
        NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
    });
});

执行上面的代码会导致 串行队列中追加的任务串行队列中原有的任务 两者之间相互等待,阻塞了『串行队列』,最终造成了串行队列所在的线程(子线程)死锁问题。

主队列造成死锁也是基于这个原因,所以,这也进一步说明了主队列其实并不特殊。

关于 『队列中嵌套队列』这种复杂情况,这里也简单做一个总结。不过这里只考虑同一个队列的嵌套情况,关于多个队列的相互嵌套情况还请自行研究,或者等我最新的文章发布。

不同队列』+『不同任务』 组合,以及 『队列中嵌套队列』 使用的区别:

截屏2021-03-11 上午10.39.26.png

好了,关于『不同队列』+『不同任务』 组合不同区别总结就到这里。

3.5 关于不同队列和不同任务的形象理解

因为前一段时间看到了有朋友留言说对 异步执行并发队列 中创建线程能力有所不理解,我觉得这个问题的确很容易造成困惑,所以很值得拿来专门分析一下。'

他的问题:

在 异步 + 并发 中的解释:
(异步执行具备开启新线程的能力。且并发队列可开启多个线程,同时执行多个任务)

以及 同步 + 并发 中的解释:
(虽然并发队列可以开启多个线程,并且同时执行多个任务。但是因为本身不能创建新线程,只有当前线程这一个线程(同步任务不具备开启新线程的能力)

这个地方看起来有点疑惑,你两个地方分别提到:异步执行开启新线程,并发队列也可以开启新线程,想请教下,你的意思是只有任务才拥有创建新线程的能力,而队列只有开启线程的能力,并不能创建线程 ?这二者是这样的关联吗?

关于这个问题,我想做一个很形象的类比,来帮助大家对 队列任务 以及 线程 之间关系的理解。

假设现在有 5 个人要穿过一道门禁,这道门禁总共有 10 个入口,管理员可以决定同一时间打开几个入口,可以决定同一时间让一个人单独通过还是多个人一起通过。不过默认情况下,管理员只开启一个入口,且一个通道一次只能通过一个人。

这个故事里,人好比是 任务,管理员好比是 系统,入口则代表 线程。

5 个人表示有 5 个任务,10 个入口代表 10 条线程。
串行队列 好比是 5 个人排成一支长队。
并发队列 好比是 5 个人排成多支队伍,比如 2 队,或者 3 队。
同步任务 好比是管理员只开启了一个入口(当前线程)。
异步任务 好比是管理员同时开启了多个入口(当前线程 + 新开的线程)。
『异步执行 + 并发队列』 可以理解为:现在管理员开启了多个入口(比如 3 个入口),5 个人排成了多支队伍(比如 3 支队伍),这样这 5 个人就可以 3 个人同时一起穿过门禁了。
『同步执行 + 并发队列』 可以理解为:现在管理员只开启了 1 个入口,5 个人排成了多支队伍。虽然这 5 个人排成了多支队伍,但是只开了 1 个入口啊,这 5 个人虽然都想快点过去,但是 1 个入口一次只能过 1 个人,所以大家就只好一个接一个走过去了,表现的结果就是:顺次通过入口。

  • 换成 GCD 里的语言就是说:

*『异步执行 + 并发队列』就是:系统开启了多个线程(主线程+其他子线程),任务可以多个同时运行。
*『同步执行 + 并发队列』就是:系统只默认开启了一个主线程,没有开启子线程,虽然任务处于并发队列中,但也只能一个接一个执行了。

同步执行+并发队列 是默认开启了一个主线程,没有开启子线程,虽然任务处于并发队列中,但也只能一个接一个执行了

下边我们来研究一下上边提到的六种简单组合方式的使用方法。

4. GCD 的基本使用

先来讲讲并发队列的两种执行方式。

4.1 同步执行 + 并发队列

  • 在当前线程中执行任务,不会开启新线程,执行完一个任务,再执行下一个任务。
/**
 * 同步执行 + 并发队列
 * 特点:在当前线程中执行任务,不会开启新线程,执行完一个任务,再执行下一个任务。
 */
- (void)syncConcurrent {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"syncConcurrent---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任务 1
        [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
        NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任务 2
        [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
        NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任务 3
        [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
        NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
    });
    
    NSLog(@"syncConcurrent---end");
}

同步执行 + 并发队列 中可看到:

  • 所有任务都是在当前线程(主线程)中执行的,没有开启新的线程(同步执行不具备开启新线程的能力)。

  • 所有任务都在打印的 syncConcurrent---beginsyncConcurrent---end之间执行的(同步任务 需要等待队列的任务执行结束)。

  • 任务按顺序执行的。按顺序执行的原因:虽然 并发队列 可以开启多个线程,并且同时执行多个任务。但是因为本身不能创建新线程,只有当前线程这一个线程(同步任务 不具备开启新线程的能力),所以也就不存在并发。而且当前线程只有等待当前队列中正在执行的任务执行完毕之后,才能继续接着执行下面的操作(同步任务 需要等待队列的任务执行结束)。所以任务只能一个接一个按顺序执行,不能同时被执行。

4.2 异步执行 + 并发队列

  • 可以开启多个线程,任务交替(同时)执行。
/**
 * 异步执行 + 并发队列
 * 特点:可以开启多个线程,任务交替(同时)执行。
 */
- (void)asyncConcurrent {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"asyncConcurrent---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务 1
        [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
        NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务 2
        [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
        NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务 3
        [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
        NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
    });
    
    NSLog(@"asyncConcurrent---end");
}

异步执行 + 并发队列 中可以看出:

  • 除了当前线程(主线程),系统又开启了 3 个线程,并且任务是交替/同时执行的。(异步执行 具备开启新线程的能力。且 并发队列 可开启多个线程,同时执行多个任务)。
  • 所有任务是在打印的 syncConcurrent---beginsyncConcurrent---end 之后才执行的。说明当前线程没有等待,而是直接开启了新线程,在新线程中执行任务(异步执行 不做等待,可以继续执行任务)。
接下来再来讲讲串行队列的两种执行方式。

4.3 同步执行 + 串行队列

  • 不会开启新线程,在当前线程执行任务。任务是串行的,执行完一个任务,再执行下一个任务。
/**
 * 同步执行 + 串行队列
 * 特点:不会开启新线程,在当前线程执行任务。任务是串行的,执行完一个任务,再执行下一个任务。
 */
- (void)syncSerial {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"syncSerial---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任务 1
        [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
        NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任务 2
        [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
        NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
    });
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任务 3
        [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
        NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
    });
    
    NSLog(@"syncSerial---end");
}

同步执行 + 串行队列 可以看到:

  • 所有任务都是在当前线程(主线程)中执行的,并没有开启新的线程(同步执行 不具备开启新线程的能力)。
  • 所有任务都在打印的 syncConcurrent---beginsyncConcurrent---end 之间执行(同步任务 需要等待队列的任务执行结束)。
  • 任务是按顺序执行的(串行队列 每次只有一个任务被执行,任务一个接一个按顺序执行)。

4.4 异步执行 + 串行队列

  • 会开启新线程,但是因为任务是串行的,执行完一个任务,再执行下一个任务
/**
 * 异步执行 + 串行队列
 * 特点:会开启新线程,但是因为任务是串行的,执行完一个任务,再执行下一个任务。
 */
- (void)asyncSerial {
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"asyncSerial---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("net.bujige.testQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务 1
        [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
        NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务 2
        [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
        NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        // 追加任务 3
        [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
        NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
    });
    
    NSLog(@"asyncSerial---end");
}

异步执行 + 串行队列 可以看到:

  • 开启了一条新线程(异步执行 具备开启新线程的能力,串行队列 只开启一个线程)。

  • 所有任务是在打印的 syncConcurrent---beginsyncConcurrent---end 之后才开始执行的(异步执行 不会做任何等待,可以继续执行任务)。

  • 任务是按顺序执行的(串行队列 每次只有一个任务被执行,任务一个接一个按顺序执行)。

下边讲讲刚才我们提到过的:主队列

  • 主队列:GCD 默认提供的 串行队列

  • 默认情况下,平常所写代码是直接放在主队列中的。

  • 所有放在主队列中的任务,都会放到主线程中执行。

  • 可使用 dispatch_get_main_queue() 获得主队列。

我们再来看看主队列的两种组合方式。

4.5 同步执行 + 主队列

同步执行 + 主队列 在不同线程中调用结果也是不一样,在主线程中调用会发生死锁问题,而在其他线程中调用则不会。

4.5.1 在主线程中调用 『同步执行 + 主队列』

  • 互相等待卡住不可行
/**
 * 同步执行 + 主队列
 * 特点(主线程调用):互等卡主不执行。
 * 特点(其他线程调用):不会开启新线程,执行完一个任务,再执行下一个任务。
 */
- (void)syncMain {
    
    NSLog(@"currentThread---%@",[NSThread currentThread]);  // 打印当前线程
    NSLog(@"syncMain---begin");
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任务 1
        [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
        NSLog(@"1---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任务 2
        [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
        NSLog(@"2---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
    });
    
    dispatch_sync(queue, ^{
        // 追加任务 3
        [NSThread sleepForTimeInterval:2];              // 模拟耗时操作
        NSLog(@"3---%@",[NSThread currentThread]);      // 打印当前线程
    });
    
    NSLog(@"syncMain---end");
}

在主线程中使用 同步执行 + 主队列 可以惊奇的发现:

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