iOS底层探索之多线程(五)—GCD不同队列源码分析

2021-08-14 本文已影响0人俊而不逊

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在上篇博客已经介绍了各种队列和异步、同步函数的组合，GCD的队列和函数，对队列和任务的执行有了清晰的认识，那么本篇博客将继续介绍GCD的队列和源码分析。

iOS底层探索之多线程(一)—进程和线程

iOS底层探索之多线程(二)—线程和锁

iOS底层探索之多线程(三)—初识GCD

iOS底层探索之多线程(四)—GCD的队列

在这里插入图片描述

1. 主队列分析

查看主队列的api如下图：

dispatch_get_main_queue

主队列是一个特殊的串行队列
主队列在调用main()函数之前自动创建的。
主队列在应用程序上下文中用于与主线程和main runloop 交互。

那么断点在main函数处去验证一下

验证main_queue

通过断点，确实验证了主队列是在调用main()函数之前自动创建的。

那么我们要看底层源码，该怎么看啊，首先我们得知道 GCD是属于哪个源码的，才能进一步去探索分析。

再次通过断点寻找，如下图

寻找 GCD源码出处
通过 bt打印堆栈信息，可以定位到libdispatch.dylib动态库，那么就去苹果开源网站去下载源码试试。
下载libdispatch.dylib源码，探索GCD。

libdispatch
libdispatch 源码

GCD源码libdispatch
libdispatch源码比较难受
注释非常的少
宏定义非常的多
函数名非常的长

这是一个硬骨头，非常的不好啃，只能硬着头皮慢慢啃了，难受啊！

源码搜索dispatch_get_main_queue
dispatch_get_main_queue

dispatch_get_main_queue是通过DISPATCH_GLOBAL_OBJECT返回的，是一个宏定义

DISPATCH_GLOBAL_OBJECT
DISPATCH_GLOBAL_OBJECT宏定义
通过_dispatch_main_q参数搜索

dispatch_get_main_queue(void)
{
    return DISPATCH_GLOBAL_OBJECT(dispatch_queue_main_t, _dispatch_main_q);
}

_dispatch_main_q

还可以通过主队列的dq_label搜索如下：

在这里插入图片描述
在源码中有dq_serialnum = 1，这是不是意味着可以作为主队列就是 串行队列的依据呢？现在还不得而知，那么去看看串行队列底层是怎么实现的，或许可以找到答案！

主队列的初始化是在dispatch_init()方法中？
在这里插入图片描述
在dispatch_init()中成功找到了主队列初始化的地方，
获取默认队列，
并将主队列地址绑定到当前队列和主线程中

2. 串行、并发队列分析

串行队列和并发队列都通过dispatch_queue_create创建的，那么去搜索一下

dispatch_queue_create
通过搜索定位到dispatch_queue_create，在通过返回的是_dispatch_lane_create_with_target，再继续搜索

_dispatch_lane_create_with_target

代码比较长，从返回值看，再推导

从返回值推导
_dispatch_object_alloc申请内存空间
_dispatch_queue_init构造函数初始化
判断是否为并发队列，如果是，传入DISPATCH_QUEUE_WIDTH_MAX，否则传入1。也就是说，串行队列这里传入1，如果是并发队列，则传入DISPATCH_QUEUE_WIDTH_MAX
DISPATCH_QUEUE_WIDTH_MAX
对dq进行设置，如dq_label、dq_priority等

_dispatch_queue_init

在这里插入图片描述

把前面的 width 传进来，赋值dqf |= DQF_WIDTH(width)
DQF_WIDTH(width),也就是用来确定队列的类型，以此来区分串行队列和并发队列
DISPATCH_QUEUE_SERIAL_NUMBER_INIT
其他参数vtable、dqai，分别是什么呢？继续探索
在这里插入图片描述
dqai初始化

在开头有这么一句代码

// dqai 创建 - dqa传入的属性串行还是并行
dispatch_queue_attr_info_t dqai = _dispatch_queue_attr_to_info(dqa);

_dispatch_queue_attr_to_info

_dispatch_queue_attr_to_info
在这里进行初始化了dqai，并判断dqa的类型，如果是并发队列，则设置并发队列为true，否则默认为串行队列。在调用_dispatch_queue_init对dq进行构造时，对队列类型进行了区分，也就是DQF_WIDTH(width)的传参，串行队列width=1，否则为并发队列。
vtable

        const void *vtable; // - 设置类 类是通过宏定义拼接而成
        if (dqai.dqai_concurrent) {
                // OS_dispatch_##name##_class
                // OS_dispatch_queue_concurrent - 宏定义拼接类类型
                vtable = DISPATCH_VTABLE(queue_concurrent);
        } else {
                vtable = DISPATCH_VTABLE(queue_serial);
        }

vtable可以理解为是一个类，或者说构造队列的模板类，qai来区分队列的类型，根据队列的类型来初始化不同的vtable。DISPATCH_VTABLE是一个宏定义的方法，全局搜索DISPATCH_VTABLE的定义

// DISPATCH_VTABLE定义
#define DISPATCH_VTABLE(name) DISPATCH_OBJC_CLASS(name)

// vtable symbols - 模板
#define DISPATCH_OBJC_CLASS(name) (&DISPATCH_CLASS_SYMBOL(name))

// 拼接形成类
#define DISPATCH_CLASS_SYMBOL(name) OS_dispatch_##name##_class

DISPATCH_VTABLE函数的传参根据不同的队列类型传参不一致。

并发队列
传queue_concurrent参数，最终拼接后，队列类型对应的类为：OS_dispatch_queue_concurrent

串行队列
传queue_serial参数，最终拼接后，队列类型对应的类为：OS_dispatch_queue_serial

所以vtable对应的就是队列的类型。通过拼接完成类的定义，这和我们在应用层使用的队列类型是一致的。

测试代码

3. 全局队列分析

进入dispatch_get_global_queue的api

dispatch_get_global_queue

创建全局并发队列时可以传参数
根据不同服务质量或者优先等级提供不同的并发队列。

通过全局队列的标识在源码里面搜索🔍

全局队列集合

系统会维护一个全局队列集合，
根据不同的服务质量或者优先等级提供不同的全局队列。
我们在开发工作中默认使用：dispatch_get_global_queue(0, 0)。

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1. 主队列分析

2. 串行、并发队列分析

3. 全局队列分析

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