iOS底层探索之多线程—GCD源码分析(sync 同步函数async 异步函数)

Posted 2021-09-06 卡卡西Sensei

回顾

在上篇博客对GCD的不同的队列继续了底层的源码探索分析， 那么本篇博客将继续对GCD的函数继续源码分析。

1. sync 同步函数

我们都知道 GCD底层是用C写的，封装了 block函数来执行添加的任务，那么这个 block底层是如何封装的呢？

dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"GCD函数分析");
   });

在源码里面搜索dispatch_sync

我们看的是block也就是第二个参数work，直接看 work去哪里了就行，直接定位在最后一行代码

_dispatch_sync_f(dq, work, _dispatch_Block_invoke(work), dc_flags);

搜索_dispatch_Block_invoke

• 来自一个dispatch_function_t类型的，结构体 Block_layout *的invoke

那么现在去看看这 block的包装函数_dispatch_sync_f在哪里调用了，通过搜索找到了一个中间层包装，如下代码：

static void
_dispatch_sync_f(dispatch_queue_t dq, void *ctxt, dispatch_function_t func,
		uintptr_t dc_flags)
{
	_dispatch_sync_f_inline(dq, ctxt, func, dc_flags);
}

再去搜索_dispatch_sync_f_inline

_dispatch_sync_f_inline里面if判断太多了，不知道该看哪个了，改怎么办呢？这个源码是不能编译运行的！

靓仔，不要慌！我们可以在调用函数的地方，下不同的符号断点，看看走哪个😊

• 下符断点
  
• 运行看看走哪个
  
  通过下符合断点，很清晰的可以看到，走了_dispatch_sync_f_slow，也就是下面图中代码处：
  

然后继续在源码里面搜索_dispatch_sync_f_slow

• _dispatch_sync_f_slow
  
  这又不知道该走哪里，再次下符合断点，发现走到了_dispatch_sync_function_invoke执行，那么再继续搜索

• _dispatch_sync_function_invoke
  
  我们找谁使用了这 ctxt、func 两个参数，发现是这句代码
  _dispatch_client_callout(ctxt, func)那么现在去搜索一下

• _dispatch_client_callout
  
  把自己传入返回，和 block的底层是一样的调用方式，这也就说明了在调用_dispatch_client_callout的时候，异步函数会执行 block，验证如下：
  
  通过断点在block函数执行体处，再通过 bt打印调用堆栈，可以很明显的看到，在_dispatch_client_callout 函数执行后，才会执行block函数体内。

这一波操作，就很细节，666，还有谁能把GCD源码探索的这么清新脱俗，45 度仰望天空，我这该死的无处安放的魅力！

2. asycn 异步函数

异步也是一样， 那么我们来搜索一波

• dispatch_async
  
  还是一样找到 work 在哪里使用了，由此定位到qos = _dispatch_continuation_init(dc, dq, work, 0, dc_flags)这句代码，再搜索_dispatch_continuation_init
• _dispatch_continuation_init
  
• 可以发现如下代码，对work处理，返回了func，再传入_dispatch_continuation_init_f中，继续搜索_dispatch_continuation_init_f
  

在前面的那个，是直接返回了，但是这里做了一层包装

dc->dc_func = f;
dc->dc_ctxt = ctxt;

包装完了，还有一个对优先级的处理

return _dispatch_continuation_priority_set(dc, dqu, pp, flags);

• _dispatch_continuation_priority_set

我们再回到dispatch_async函数里面

dispatch_async(dispatch_queue_t dq, dispatch_block_t work)
{
	dispatch_continuation_t dc = _dispatch_continuation_alloc();
	uintptr_t dc_flags = DC_FLAG_CONSUME;
	dispatch_qos_t qos;

	qos = _dispatch_continuation_init(dc, dq, work, 0, dc_flags);
	_dispatch_continuation_async(dq, dc, qos, dc->dc_flags);
}

这里面就是对执行的任务设置了优先级的封装，那么苹果为什么要在异步的里面做这么个封装呢？

• 异步函数代表异步调用
• 异步是无序的调用
• 异步的回调也是异步的，会根据 CPU的调度在适当的时候异步回调
• 也是函数式编程的一中体现，就是在需要的时候进行回调

但是这里最重要的还是最后一行代码

_dispatch_continuation_async(dq, dc, qos, dc->dc_flags);

• _dispatch_continuation_async

static inline void
_dispatch_continuation_async(dispatch_queue_class_t dqu,
		dispatch_continuation_t dc, dispatch_qos_t qos, uintptr_t dc_flags)
{
#if DISPATCH_INTROSPECTION
	if (!(dc_flags & DC_FLAG_NO_INTROSPECTION)) {
		_dispatch_trace_item_push(dqu, dc);
	}
#else
	(void)dc_flags;
#endif
	return dx_push(dqu._dq, dc, qos);
}

这里就会迷失方向了，这个dx_push是个什么东西呢？搜索了下，找到了下面这个宏定义

#define dx_push(x, y, z) dx_vtable(x)->dq_push(x, y, z)

在宏定义里面dx_vtable不是我们需要看的，我们去找dq_push,这个第三个参数 z 就是 qos，看看dq_push在哪里使用了

底层为不同类型的队列提供不同的调用入口，比如全局并发队列会调用_dispatch_root_queue_push方法。依此作为入口，全局搜索_dispatch_root_queue_push方法的实现：

前面的代码只是做一些判断封装处理，最终会走到最后一行代码_dispatch_root_queue_push_inline中，继续跟踪器源码流程：

• _dispatch_root_queue_push_inline
  
  继续跟踪_dispatch_root_queue_poke
• _dispatch_root_queue_poke
  
• _dispatch_root_queue_poke_slow
  
  这么多代码，看了一遍没有找到什么关键信息，在 6295行代码，_dispatch_root_queues_init方法里面有关键信息

_dispatch_root_queues_init(void)
{
	dispatch_once_f(&_dispatch_root_queues_pred, NULL,
			_dispatch_root_queues_init_once);
}

这里是一个dispatch_once_f单例，有个参数_dispatch_root_queues_init_once，继续搜索

• _dispatch_root_queues_init_once
  
  在该方法中进行了线程池的初始化处理、工作队列的配置、初始化等工作，这也就是解释了为什么_dispatch_root_queues_init_once是单例的。单例可以避免重复的初始化。

同时这里有一个关键的设置，执行函数的设置，也就是将任务执行的函数被统一设置成了_dispatch_worker_thread2 ，如下代码：

cfg.workq_cb = _dispatch_worker_thread2;
		r = pthread_workqueue_setup(&cfg, sizeof(cfg));

通过bt打印程序的运行堆栈信息，来验证异步函数最终任务是通过_dispatch_worker_thread2调用的

控制台打印的堆栈信息，和我们探索推理的结果是，一模模一样样😁，就问靓仔你服不服！哈哈😁！

3. 总结

• GCD源码难懂，可以通过一些返回值和关键信息推理
• 通过 下符号断点，追踪代码调用逻辑
• 通过 bt 打印堆栈验证探索结果

更多内容持续更新

🌹 喜欢就点个赞吧👍🌹

🌹 觉得有收获的，可以来一波，收藏+关注，评论 + 转发，以免你下次找不到我😁🌹

🌹欢迎大家留言交流，批评指正，互相学习😁，提升自我🌹