iOS——GCD的死锁案例
在项目中，用GCD的时候非常多，但是我最近脑子里一直在问自己一个问题，死锁是什么。惭愧的是这个当初清晰的概念现在愈加模糊，考虑到自己并没有专门整理过死锁的文章，所以写一篇技术文章来帮助自己梳理概念。
GCD提供了功能强大的任务和队列控制功能，相比于NSOperationQueue更加底层，因此如果不注意也会导致死锁。
所谓死锁，通常指有两个线程A和B都卡住了，并等待对方完成某些操作。A不能完成是因为它在等待B完成。但B也不能完成，因为它在等待A完成。于是大家都完不成，就导致了死锁（DeadLock）。
串行与并行
在使用GCD的时候，我们会把需要处理的任务放到Block中，然后将任务追加到相应的队列里面，这个队列，叫做Dispatch Queue。然而，存在于两种Dispatch Queue，一种是要等待上一个执行完，再执行下一个的Serial Dispatch Queue，这叫做串行队列；另一种，则是不需要上一个执行完，就能执行下一个的Concurrent Dispatch Queue，叫做并行队列。这两种，均遵循FIFO原则。
举一个简单的例子，在三个任务中输出1、2、3，串行队列输出是有序的1、2、3，但是并行队列的先后顺序就不一定了。
同步与异步
串行与并行针对的是队列，而同步与异步，针对的则是线程。最大的区别在于，同步线程要阻塞当前线程，必须要等待同步线程中的任务执行完，返回以后，才能继续执行下一任务；而异步线程则是不用等待。
死锁的具体案例
接下来所有的案例代码，我都会用Swift3的语言重写一遍，为了帮助自己加深对Swift3的语言的理解。
Demo1
NSLog(@"1"); // 任务1
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"2"); // 任务2
});
NSLog(@"3"); // 任务3
print("1") //任务1
DispatchQueue.main.sync {
print("2") //任务2
}
print("3") //任务3
接下来 控制器输出:
1
分析：
-
dispatch_sync表示是一个同步线程；
-
dispatch_get_main_queue表示运行在主线程中的主队列；
-
任务2是同步线程的任务。
-
首先执行任务1，这是肯定没问题的，只是接下来，程序遇到了同步线程，那么它会进入等待，等待任务2执行完，然后执行任务3。但这是队列，有任务来，当然会将任务加到队尾，然后遵循FIFO原则执行任务。那么，现在任务2就会被加到最后，任务3排在了任务2前面
-
任务3要等任务2执行完才能执行，任务2由排在任务3后面，意味着任务2要在任务3执行完才能执行，所以他们进入了互相等待的局面。
Demo2
NSLog(@"1"); // 任务1
dispatch_sync(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
NSLog(@"2"); // 任务2
});
NSLog(@"3"); // 任务3
print("1")
DispatchQueue.global(qos: .default).sync {
print("2")
}
print("3")
控制器输出
1
2
3
-
首先执行任务1，接下来会遇到一个同步线程，程序会进入等待。
-
等待任务2执行完成以后，才能继续执行任务3。
-
从
dispatch_get_global_queue可以看出，任务2被加入到了全局的并行队列中，当并行队列执行完任务2以后，返回到主队列，继续执行任务3。
Demo3
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.demo.serialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
NSLog(@"1"); // 任务1
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"2"); // 任务2
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"3"); // 任务3
});
NSLog(@"4"); // 任务4
});
NSLog(@"5"); // 任务5
let queue = DispatchQueue(label: "serealQueue", qos: .default)
print("1")
queue.async {
print("2")
queue.sync {
print("3")
}
print("4")
}
print("5")
控制台输出
1
5
2
// 5和2的顺序不一定
分析：
-
这个案例没有使用系统提供的串行或并行队列，而是自己通过
dispatch_queue_create函数创建了一个DISPATCH_QUEUE_SERIAL的串行队列。 -
执行任务1；
-
遇到异步线程，将【任务2、同步线程、任务4】加入串行队列中。因为是异步线程，所以在主线程中的任务5不必等待异步线程中的所有任务完成；
-
因为任务5不必等待，所以2和5的输出顺序不能确定；
-
任务2执行完以后，遇到同步线程，这时，将任务3加入串行队列；
-
又因为任务4比任务3早加入串行队列，所以，任务3要等待任务4完成以后，才能执行。但是任务3所在的同步线程会阻塞，所以任务4必须等任务3执行完以后再执行。这就又陷入了无限的等待中，造成死锁。
Demo4
NSLog(@"1"); // 任务1
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
NSLog(@"2"); // 任务2
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"3"); // 任务3
});
NSLog(@"4"); // 任务4
});
NSLog(@"5"); // 任务5
print("1")
DispatchQueue.global(qos: .default).async {
print("2")
DispatchQueue.main.sync {
print("3")
}
print("4")
}
print("5")
控制器输出
1
2
5
3
4
// 5和2的顺序不一定
分析:
-
首先，将【任务1、异步线程、任务5】加入Main Queue中，异步线程中的任务是：【任务2、同步线程、任务4】。
-
所以，先执行任务1，然后将异步线程中的任务加入到Global Queue中，因为异步线程，所以任务5不用等待，结果就是2和5的输出顺序不一定。
-
然后再看异步线程中的任务执行顺序。任务2执行完以后，遇到同步线程。将同步线程中的任务加入到Main Queue中，这时加入的任务3在任务5的后面。
-
当任务3执行完以后，没有了阻塞，程序继续执行任务4。
-
从以上的分析来看，得到的几个结果：1最先执行；2和5顺序不一定；4一定在3后面。
Demo5
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
NSLog(@"1"); // 任务1
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"2"); // 任务2
});
NSLog(@"3"); // 任务3
});
NSLog(@"4"); // 任务4
while (1) {
}
NSLog(@"5"); // 任务5
DispatchQueue.global(qos: .default).async {
print("1")
DispatchQueue.main.sync {
print("2")
}
print("3")
}
print("4")
while (1 > 0) {
}
print("5")
控制器输出:
1
4
// 1和4的顺序不一定
分析：
-
和上面几个案例的分析类似，先来看看都有哪些任务加入了Main Queue：【异步线程、任务4、死循环、任务5】。
-
在加入到Global Queue异步线程中的任务有：【任务1、同步线程、任务3】。
-
第一个就是异步线程，任务4不用等待，所以结果任务1和任务4顺序不一定。
-
任务4完成后，程序进入死循环，Main Queue阻塞。但是加入到Global Queue的异步线程不受影响，继续执行任务1后面的同步线程。
-
同步线程中，将任务2加入到了主线程，并且，任务3等待任务2完成以后才能执行。这时的主线程，已经被死循环阻塞了。所以任务2无法执行，当然任务3也无法执行，在死循环后的任务5也不会执行。
-
最终，只能得到1和4顺序不定的结果。
总结
在总结完这些GCD死锁的情况的以后，我觉得脑子里关于GCD中死锁的概念也逐渐清晰了。以后在项目中也会运用的时候也会更加注意。
