iOS底层探索之多线程—GCD源码分析(调度组)
Posted 卡卡西Sensei
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了iOS底层探索之多线程—GCD源码分析(调度组)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
回顾
在上篇博客已经对GCD
的信号量
做了一个介绍和举例应用,还有对底层源码的分析,那么本篇博客 看苹果工程师,如何巧妙封装调度组,看完底层源码直呼好家伙,真是妙啊!!!
iOS底层探索之多线程(六)—GCD源码分析(sync 同步函数、async 异步函数)
iOS底层探索之多线程(八)—GCD源码分析(函数的同步性、异步性、单例)
ios底层探索之多线程(十)—GCD源码分析( 信号量)
1. 调度组
1.1 调度组介绍
调度组最直接的作用就是控制任务的执行顺序
dispatch_group_create
:创建调度组组dispatch_group_async
:进组的任务 执行dispatch_group_notify
:进组任务执行完毕的通知dispatch_group_wait
: 进组任务执行等待时间dispatch_group_enter
:任务进组dispatch_group leave
:任务出组
1.2 调度组举例
下面举个调度组的应用举例
给图片添加水印,有两张水印照片需要网络请求,水印照片请求,完成之后,再添加到本地图片上面显示!
//创建调度组
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
// 水印 1
dispatch_group_async(group , queue, ^{
NSString *logoStr1 = @"https://thirdqq.qlogo.cn/g?b=sdk&k=zeIp1PmCE6jff6BGSbjicKQ&s=140&t=1556562300";
NSData *data1 = [NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:logoStr1]];
UIImage *image1 = [UIImage imageWithData:data1];
[self.mArray addObject:image1];
});
// 水印 1
dispatch_group_async(group , queue, ^{
NSString *logoStr2 = @"https://thirdwx.qlogo.cn/mmopen/vi_32/Q0j4TwGTfTJKuHEuLLyYK0Rbw9s9G8jpcnMzQCNsuYJRIRjCvltH6NibibtP73EkxXPR9RaWGHvmHT5n69wpKV2w/132";
NSData *data2 = [NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:logoStr2]];
UIImage *image2 = [UIImage imageWithData:data2];
[self.mArray addObject:image2];
});
// 水印请求完成
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
UIImage *newImage = nil;
NSLog(@"请求完毕,添加水印");
for (int i = 0; i<self.mArray.count; i++) {
UIImage *waterImage = self.mArray[i];
newImage =[JP_ImageTool jp_WaterImageWithWaterImage:waterImage backImage:newImage waterImageRect:CGRectMake(20, 100*(i+1), 120, 60)];
}
self.imageView.image = newImage;
});
- 添加水印前
- 添加水印后
当组内的任务全部执行完成了,dispatch_group_notify
会通知,任务已经完成了,内部添加水印的工作可以开始了!
上面的例子还可以使用
dispatch_group_enter
和dispatch_group leave
搭配使用,如下:
从上面的两个例子代码可以发现,
dispatch_group_async
相当于是dispatch_group_enter
+dispatch_group leave
的作用!
注意
:dispatch_group_enter
和dispatch_group leave
搭配使用,但是顺序不能反,否则会奔溃,如下:
dispatch_group_enter
和dispatch_group leave
搭配使用,除了顺序不发,个数也得保持一致,人家是出入成双成对,你不能把它们分开,否则也会罢工或者奔溃的!
dispatch_group_enter
进组不出组情况
dispatch_group_enter
进组不出组,那么dispatch_group_notify
就不会收到任务执行完成的通知,dispatch_group_notify
内的任务就执行不了
- 不进组就出组
dispatch_group leave
情况
不进组就出组,程序会奔溃,都没有任务进去,你去出去,出个锤子哦!😢
dispatch_group_wait
等待 举例
dispatch_group_wait
有点栅栏的感觉,堵住了组里面前面的任务,但是并没有阻塞主线程。那么再看看下面这个例子
- 这里使用了
dispatch_group_wait
进行等待 dispatch_group_wait
函数会一直等到前面group
中的任务执行完,再执行下面代码,但会产生阻塞线程的问题,导致了主线程中的任务5
不能正常运行,直到任务组的任务完成才能被调用。
思考
:
- 那么调度组是如何工作,为什么可以调度任务呢?
dispatch_group_enter
进组和dispatch_group_leave
出组为什么能够起到与调度组dispatch_group_async
一样的效果呢?现在去看看源码寻找答案!
2. 调度组源码分析
2.1 dispatch_group_create
- dispatch_group_create
dispatch_group_t
dispatch_group_create(void)
{
return _dispatch_group_create_with_count(0);
}
创建调度组会调用_dispatch_group_create_with_count
方法,并默认传入0
- _dispatch_group_create_with_count
static inline dispatch_group_t
_dispatch_group_create_with_count(uint32_t n)
{
dispatch_group_t dg = _dispatch_object_alloc(DISPATCH_VTABLE(group),
sizeof(struct dispatch_group_s));
dg->do_next = DISPATCH_OBJECT_LISTLESS;
dg->do_targetq = _dispatch_get_default_queue(false);
if (n) {
os_atomic_store2o(dg, dg_bits,
(uint32_t)-n * DISPATCH_GROUP_VALUE_INTERVAL, relaxed);
os_atomic_store2o(dg, do_ref_cnt, 1, relaxed); // <rdar://22318411>
}
return dg;
}
_dispatch_group_create_with_count
方法里面通过os_atomic_store2o
来把传入的 n
进行保存,这里的写法和信号量很像(如下图),是模仿的信号量的写法自己写了一个,但并不是调度组底层是使用信号量实现的。
2.2 dispatch_group_enter
- dispatch_group_enter
通过os_atomic_sub_orig2o
会进行0
的减减操作,此时的old_bits
等于-1
。
2.3 dispatch_group_leave
- dispatch_group_leave
这里通过os_atomic_add_orig2o
把-1
加加操作,old_state
就等于0
,0 & DISPATCH_GROUP_VALUE_MASK
的结果依然等于0
,也就是old_value
等于0
。DISPATCH_GROUP_VALUE_1
的定义如下代码:
从代码中可以看出old_value
是不等于DISPATCH_GROUP_VALUE_MASK
的,所以代码会执行到外面的if
中去,并调用_dispatch_group_wake
方法进行唤醒,唤醒的就是dispatch_group_notify
方法。
也就是说,如果不调用dispatch_group_leave
方法,也就不会唤醒dispatch_group_notify
,下面的流程也就不会执行了。
2.4 dispatch_group_notify
dispatch_group_notify
在old_state
等于0
的情况下,才会去唤醒相关的同步或者异步函数的执行,也就是block
里面的执行,就是调用同步、异步的那个callout执行。
- 在
dispatch_group_leave
分析中,我们已经得到old_state
结果等于0
- 所以这里也就解释了
dispatch_group_enter
和dispatch_group_leave
为什么要配合起来使用的原因,通过信号量的控制,避免异步的影响,能够及时唤醒并调用dispatch_group_notify
方法 - 在
dispatch_group_leave
里面也有调用_dispatch_group_wake
方法,这是因为异步的执行,任务是执行耗时的,有可能dispatch_group_leave
这行代码还没有走,就先走了dispatch_group_notify
方法,但这时候dispatch_group_notify
方法里面的任务并不会执行,只是把任务添加到group
- 它会等
dispatch_group_leave
执行了被唤醒才执行,这样就保证了异步时,dispatch_group_notify
里面的任务不丢弃,可以正常执行。如下图所示:
- 当执行
任务 2
的时候,是耗时任务(sleep(5)模拟耗时),异步不会堵塞,会执行后面的代码,就是图中①,dispatch_group_notify
里面的任务会包装起来,进group
- 包装完成,异步执行完,这时候就走 ②了,又回到
dispatch_group_leave
处去执行了,这时候就可以通过group
拿到任务 4
,直接去调用_dispatch_group_wake
把任务 4
唤醒执行了。 - 这一波是非常的细节,苹果工程师真是秒啊!
2.5 dispatch_group_async
猜想
:dispatch_group_async
里面应该是封装了dispatch_group_enter
和dispatch_group_leave
,所以才能起到一样的作业效果!
- dispatch_group_async
dispatch_continuation_t
的处理,也就是任务的包装处理,还做了一些标记处理,最后走_dispatch_continuation_group_async
- _dispatch_continuation_group_async
靓仔!看到没有,和猜想的是一样的,内部果然封装了dispatch_group_enter
方法,向组中添加任务时,就调用了dispatch_group_enter方法,将信号量0
变成了-1
。那么现在去找下dispatch_group_leave
的在哪里!继续跟踪流程。。。
- _dispatch_continuation_async
这一波又是非常的熟悉了,这个dx_push
我们都已经非常熟悉了,异步、同步的时候经常见这个方法,这里就不再赘述了(传送门),会调用_dispatch_root_queue_push -- > _dispatch_root_queue_push_inline -- > _dispatch_root_queue_poke -- > _dispatch_root_queue_poke_slow -- > _dispatch_root_queues_init -- > _dispatch_root_queues_init_once -- > _dispatch_worker_thread2 -- > _dispatch_root_queue_drain
然后_dispatch_root_queue_drain -- > _dispatch_continuation_pop_inline -- > _dispatch_continuation_with_group_invoke
长舒一口气,哎呀我的妈呀!终于把流程跟踪完成了😅
在最后
_dispatch_continuation_with_group_invoke
里面我们找到了出组的方法dispatch_group_leave
在这里完成_dispatch_client_callout
函数调用,紧接着调用dispatch_group_leave
方法,将信号量由-1
变成了0
。
至此完成闭环,完整的分析了调度组、进组、出组、通知的底层原理和关系。
此处应该有掌声,45 度仰望天花板,我这该死无处安放的魅力!
3. 总结
-
调度组最直接的作用就是控制任务的执行顺序
-
dispatch_group_notify
:进组任务执行完毕的通知 -
dispatch_group_wait
函数会一直等到前面group
中的任务执行完,后面的才可以执行 -
dispatch_group_enter
和dispatch_group leave
成对使用 -
dispatch_group_async
内部封装了dispatch_group_enter
和dispatch_group leave
的使用
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