IOS多线程之GCD的执行原理1

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(先进先出)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。

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，整个过程是不会创建新线程的；而异步线程则是不用等待，会在新开启的线程中执行任务(执行主队列的任务除外，主队列的任务在主线程中执行)。

通过案例明白GCD的执行原理

案例一：

NSLog(@"1"); // 任务1

dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{

    NSLog(@"2"); // 任务2
});

NSLog(@"3"); // 任务3

输出结果：
1

分析：
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又排在任务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

输出结果：
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。

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(会在主线程中执行)

输出结果：
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。

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

输出结果：
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。

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

输出结果：
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。

作者：长不大的帅小伙
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來源：简书
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