五个案例让你明白GCD死锁

Posted iOS开发

tags:

篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了五个案例让你明白GCD死锁相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

网址:http://www.brighttj.com/ios/ios-gcd-deadlock.html


死锁一直都是在使用多线程时,需要注意的一个问题。以前对同步、异步,串行、并行只有一个模糊的概念,想想也是时候整理一下了。再看看之前的博客,已经很久没有干货了【说得好像之前有干货一样】,所以,这篇博客,我尽最大努力,也借鉴了很多其他博客中的例子,来讲解GCD死锁问题。


环境信息:

Mac OS X 10.10.5

Xcode 6.4

iOS 8.4


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。


那么,并行队列又是怎么在执行呢?


虽然可以同时多个任务的处理,但是并行队列的处理量,还是要根据当前系统状态来。如果当前系统状态最多处理2个任务,那么1、2会排在前面,3什么时候操作,就看1或者2谁先完成,然后3接在后面。


串行和并行就简单说到这里,关于它们的技术点其实还有很多,可以自行了解。


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。


仅凭这几句话还是很难理解,所以之后准备了很多案例,可以边分析边理解。


GCD API


GCD API很多,这里仅介绍本文用到的。


1. 系统标准提供的两个队列


// 全局队列,也是一个并行队列

dispatch_get_global_queue

// 主队列,在主线程中运行,因为主线程只有一个,所以这是一个串行队列

dispatch_get_main_queue


2. 除此之外,还可以自己生成队列


// 从DISPATCH_QUEUE_SERIAL看出,这是串行队列

dispatch_queue_create("com.demo.serialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL)

// 同理,这是一个并行队列

dispatch_queue_create("com.demo.concurrentQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT)


接下来是同步与异步线程的创建:


dispatch_sync(..., ^(block)) // 同步线程

dispatch_async(..., ^(block)) // 异步线程


案例与分析


假设你已经基本了解了上面提到的知识,接下来进入案例讲解阶段。


案例一:


NSLog(@"1"); // 任务1

dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{

NSLog(@"2"); // 任务2

});

NSLog(@"3"); // 任务3


结果,控制台输出:


1


分析:


  1. dispatch_sync表示是一个同步线程;

  2. dispatch_get_main_queue表示运行在主线程中的主队列;

  3. 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,问题来了:


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。【既然这样,那干脆就卡在这里吧】这就是死锁。

案例二:


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


结果,控制台输出:


1

2

3


分析:


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。

五个案例让你明白GCD死锁

案例三:


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


结果,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。


  1. 执行任务1;

  2. 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;

  3. 因为任务5不必等待,所以2和5的输出顺序不能确定;

  4. 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;

  5. 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。

五个案例让你明白GCD死锁


案例四:


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


结果,控制台输出:


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。

案例五:


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


结果,控制台输出:


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。

参考



以上是关于五个案例让你明白GCD死锁的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

操作系统关于多线程同步中的死锁问题一篇文章让你彻底搞明白死锁到底是什么情况及如何解决死锁

这六个 MySQL 死锁案例,能让你理解死锁的原因!

MySQL 锁原理通过 6 个死锁案例,让你彻底理解 MySQL 锁机制,死锁的原因!

一个多线程死锁案例,如何避免及解决死锁问题?

死锁案例二

死锁案例