GCD死锁的5种案例测试
来源: https://my.oschina.net/doxing/blog/618132
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阐述:
1. 什么是GCD ?
GCD，全称 Grand Central Dispatch。可翻译为”牛逼的中枢调度器”。
它是纯C语言的，提供了非常多强大的函数。 Grand是宏伟的、极重要的意思。
GCD是提供了功能强大的任务和队列控制功能，相比于NSOperation更加底层，
虽然现象苹果极力的推荐使用NSOperation来解决多线程问题,
但是,就目前市场上大部分企业的iOS开发团队而言, GCD仍然还是大头, NSOperation也只会逐步的来替代GCD,
因此在开线程的时候,如果不注意也会导致一些问题, 比如死锁。
2.什么是GCD死锁 ?
所谓死锁，通常指有两个线程A和B都卡住了，A在等B ,B在等A,相互等待对方完成某些操作。
A不能完成是因为它在等待B完成。但B也不能完成，因为它在等待A完成。
于是大家都完不成，就导致了死锁（DeadLock）。
对于部分新手来说, 可能认为GCD死锁是很高端的操作系统层面的问题，离我很远，一般不会遇上。
其实这种想法是非常错误的，因为只要简单三行代码（如果愿意，甚至写在一行就可以）就可以人为创造出死锁的情况,如:
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^(void){
NSLog(@"这里死锁了");
});
}
return 0;
}
3. 要理解GCD死锁,必须先理解GCD的几个概念:
&3.1串行与并行
串行和并行都是相对于队列而言的 -队列（负责调度任务）
-串行队列：一个接一个的调度任务
-并发队列：可以同时调度多个任务
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。
队列一般存在于两种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,也就是先进先出原则。
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？
并行队列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。
&3.2 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，所以可以多准备几个案例，边分析边理解。
&3.3 GCD API
GCD API很多，这里仅介绍本文用到的。
系统标准提供的两个队列
// 全局队列，一个特殊的并行队列
dispatch_get_global_queue
// 主队列，在主线程中运行，因为主线程只有一个，所以这是一个特殊的串行队列
dispatch_get_main_queue
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)
同步与异步线程的创建：
dispatch_sync(..., ^(block)) // 同步线程
dispatch_async(..., ^(block)) // 异步线程
*/
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
// 案例1: 同步sync,串行serial, [同步sync,主队列main_queue(特殊的串行队列)]
//[self deadLockSyncSerial];
// 案例2(没锁): 同步sync,并发concurrent, [同步sync,全局队列global_queue(特殊的串行队列)]
//[self deadLockSyncConcurrent];
// 案例3: 异步async,同步sync,串行serial嵌套,
//[self deadLockSyncAsyncSerial];
// 案例4(没锁): 异步async,全局global(并发队列ConCurrent),同步sync,主线程main, [异步下载,同步回主线程刷UI]
[self deadLockAsyncGlobalSyncMain];
// 案例5: 异步async,全局global(并发队列ConCurrent),同步sync,主线程main,while死循环
//[self deadLockAsyncGlobalSyncMainThenWhile];
}
#pragma mark - 案例1: 同步sync,串行serial, [同步sync,主队列main(特殊的串行队列)]
- (void)deadLockSyncSerial {
NSLog(@"deadLockSyncSerial 任务1... %@", [NSThread currentThread]); // 1
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{ // 此处同步sync,主队列main(串行serial),死锁
NSLog(@"deadLockSyncSerial 任务2... %@", [NSThread currentThread]); // x
});
NSLog(@"deadLockSyncSerial 任务3 ... %@", [NSThread currentThread]); // 3
}
/**
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。
任务3需要等待任务2结束之后再执行.
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。
但这是主队列，是一个特殊的串行队列,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。
*/
#pragma mark - 案例2(没锁): 同步sync,并发concurrent, [同步sync,全局队列global(特殊的并发队列)]
- (void)deadLockSyncConcurrent {
NSLog(@"deadLockSyncConcurrent 任务1... %@", [NSThread currentThread]); // 1
dispatch_sync(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{ // 同步sync,全局global(并发ConCurrent)
NSLog(@"deadLockSyncConcurrent 任务2... %@", [NSThread currentThread]); // 2
});
NSLog(@"deadLockSyncConcurrent 任务3... %@", [NSThread currentThread]); // 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。
*/
#pragma mark - 案例3: 异步async,同步sync,串行serial嵌套,
- (void)deadLockSyncAsyncSerial {
char *queueName = "SerialQueue";
dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create(queueName, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
NSLog(@"deadLockSyncAsyncSerial 任务1... %@", [NSThread currentThread]); // main输出
dispatch_async(serialQueue, ^{
NSLog(@"deadLockSyncAsyncSerial 任务2... %@", [NSThread currentThread]); // 新线程输出
dispatch_sync(serialQueue, ^{ // 同步sync,串行serial,死锁
NSLog(@"deadLockSyncAsyncSerial 任务3... %@", [NSThread currentThread]); // x
});
NSLog(@"deadLockSyncAsyncSerial 任务4... %@", [NSThread currentThread]); // x
});
NSLog(@"deadLockSyncAsyncSerial 任务5... %@", [NSThread currentThread]); // main输出
}
/*
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。
*/
#pragma mark - 案例4(没锁): 异步async,全局global(并发队列ConCurrent),同步sync,主线程main,[异步下载,同步回主线程刷UI]
- (void)deadLockAsyncGlobalSyncMain {
NSLog(@"deadLockAsyncGlobalSyncMain 任务1... %@", [NSThread currentThread]); // main 1
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
NSLog(@"任务2... %@", [NSThread currentThread]); // 新线程 2
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"任务3... %@", [NSThread currentThread]); // main 1
});
NSLog(@"任务4... %@", [NSThread currentThread]); // 新线程 3
});
NSLog(@"deadLockAsyncGlobalSyncMain 任务5... %@", [NSThread currentThread]); // main 5
}
/*
分析：
这个案例,我相信大家都熟悉,没错,这就是典型的异步加载数据,回调主线程更新UI那个案例;
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又回调加入到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。
*/
#pragma mark - 案例5: 异步async,全局global(并发队列ConCurrent),同步sync,主线程main,while死循环
- (void)deadLockAsyncGlobalSyncMainThenWhile {
NSLog(@"deadLockAsyncGlobalSyncMainThenWhile 1... %@", [NSThread currentThread]); // main 1
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
NSLog(@"async global 任务2... %@", [NSThread currentThread]); // 新线程 2
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{ // 阻塞
NSLog(@"sync main 任务3... %@", [NSThread currentThread]); // x
});
NSLog(@"async global 任务4... %@", [NSThread currentThread]); // x 由于上面阻塞,此处也不执行
});
NSLog(@"deadLockAsyncGlobalSyncMain Before While 5... %@", [NSThread currentThread]); // main 5
while (1) {
// 此处的while循环,阻塞了主线程,后面的操作不在执行
// 同时,前面使用同步sync方法添加到主线程队列main中的操作也被阻塞,不在执行
}
NSLog(@"deadLockAsyncGlobalSyncMain After While 6... %@", [NSThread currentThread]); // x
}
/*
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:【任务1、异步线程、任务5、死循环、任务6】。
在加入到Global Queue异步线程中的任务有：【任务2、同步线程、任务4】。
首先任务1立即执行,然后就是异步线程，任务5不用等待，所以结果任务2和任务5顺序不一定。
任务5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2后面的同步线程。
同步线程中，将任务3加入到了主线程，并且，任务4等待任务3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3无法执行，当然任务4也无法执行，在死循环后的任务6也不会执行。
最终，只能得到2和5顺序不定的结果。
*/