ios 多线程
五个案例让你明白GCD死锁
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
正文
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
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// 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
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2. 除此之外，还可以自己生成队列
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// 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)
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接下来是同步与异步线程的创建：
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dispatch_sync(..., ^(block)) // 同步线程
dispatch_async(..., ^(block)) // 异步线程
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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：
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NSLog(@"1"); // 任务1
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"2"); // 任务2
});
NSLog(@"3"); // 任务3
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结果，控制台输出：
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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，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：
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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
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结果，控制台输出：
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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。
案例三：
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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
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结果，控制台输出：
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// 5和2的顺序不一定
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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。
案例四：
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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
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结果，控制台输出：
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// 5和2的顺序不一定
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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：
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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
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结果，控制台输出：
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// 1和4的顺序不一定
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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。
4. GCD的快速迭代方法 dispatch_apply
- 通常我们会用for循环遍历，但是GCD给我们提供了快速迭代的方法
dispatch_apply，使我们可以同时遍历。比如说遍历0~5这6个数字，for循环的做法是每次取出一个元素，逐个遍历。dispatch_apply可以同时遍历多个数字。
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
dispatch_apply(6, queue, ^(size_t index) {
NSLog(@"%zd------%@",index, [NSThread currentThread]);
});
输出结果：
2016-09-03 19:37:02.250 GCD[11764:1915764] 1------<NSThread: 0x7fac9a7029e0>{number = 1, name = main}
2016-09-03 19:37:02.250 GCD[11764:1915885] 0------<NSThread: 0x7fac9a614bd0>{number = 2, name = (null)}
2016-09-03 19:37:02.250 GCD[11764:1915886] 2------<NSThread: 0x7fac9a542b20>{number = 3, name = (null)}
2016-09-03 19:37:02.251 GCD[11764:1915764] 4------<NSThread: 0x7fac9a7029e0>{number = 1, name = main}
2016-09-03 19:37:02.250 GCD[11764:1915884] 3------<NSThread: 0x7fac9a76ca10>{number = 4, name = (null)}
2016-09-03 19:37:02.251 GCD[11764:1915885] 5------<NSThread: 0x7fac9a614bd0>{number = 2, name = (null)}
从输出结果中前边的时间中可以看出，几乎是同时遍历的。
5. GCD的队列组 dispatch_group
- 有时候我们会有这样的需求：分别异步执行2个耗时操作，然后当2个耗时操作都执行完毕后再回到主线程执行操作。这时候我们可以用到GCD的队列组。
- 我们可以先把任务放到队列中，然后将队列放入队列组中。
- 调用队列组的
dispatch_group_notify回到主线程执行操作。
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
// 执行1个耗时的异步操作
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
// 执行1个耗时的异步操作
});
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
// 等前面的异步操作都执行完毕后，回到主线程...
});
