异步函数

先看下dispatch_async的底层实现

上图我们发现有两个主要方法：

1._dispatch_continuation_init这个方法上篇最后讲了用处：就是任务包装，将work（任务执行）绑定到dc的dc_ctxt中，将方法绑定到dc的dc_func中。
2._dispatch_continuation_async是并发处理函数，主要执行block回调。

_dispatch_continuation_init方法上篇讲了，这里不再过多陈述。我们看下_dispatch_continuation_async方法。

_dispatch_continuation_async

我们进入_dispatch_continuation_async的方法实现

方法中的关键代码为2659行：dx_push(dqu._dq, dc, qos);（原因：这个方法的结果作为返回值返回，前面只是对dqu进行处理）。

dx_push

dx_push是个宏定义，如下图所示：

我们看到dx_push最后会执行dq_push方法，而dq_push方法进行搜索时发现有很多。

通过上图我们可以看到，.dq_push会根据队列的不同类型，执行不同的函数。我们注意下673-682行，662-671行，我们看到.do_type分别为DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT_TYPE和DISPATCH_QUEUE_SERIAL_TYPE，类似并发队列和串行队列。我们通过发号断点看看并发队列是不是走_dispatch_lane_concurrent_push，串行队列是不是走_dispatch_lane_push。

先打断点：

    dispatch_queue_t conque = dispatch_queue_create("Lj", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_async(conque, ^{
        NSLog(@"12334");
    });

运行代码，在dispatch_async处打断点，运行到断点处，在讲符号断点打开，下一步，发现确实走到了_dispatch_lane_concurrent_push方法。

下面我们看下串行队列。

    dispatch_queue_t serial = dispatch_queue_create("Lj", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
   dispatch_async(serial, ^{
       NSLog(@"12334");
   });

和验并行一样，发现确实执行了_dispatch_lane_push方法。

上面验证说明了.dq_push确实会根据队列的不同类型，执行不同的函数。

_dispatch_lane_concurrent_push

下面我们看下_dispatch_lane_concurrent_push方法，源码实现

我们看到_dispatch_lane_concurrent_push源码分两步实现：

1._dispatch_continuation_redirect_push
2._dispatch_lane_push

通过符号断点运行，发现并发队列会执行_dispatch_continuation_redirect_push方法

源码中搜索_dispatch_continuation_redirect_push

我们发现这个_dispatch_continuation_redirect_push也执行的dx_push。上面我们分析_dispatch_continuation_async就会调用dx_push，此处也调用，会形成递归吗？答案肯定是不会！原因在前面队列创建时可知，队列也是一个对象，有父类，根类。所以此时调用dx_push是调用的父类或者根类方法。

上面说了dx_push会调用父类或者根类方法，上面说了dx_push会调用dq_push，上面我们罗列了dq_push会调用哪些方法，根类方法在684-705行，此时调用的方法为_dispatch_root_queue_push，我们打断点，看看是不是会走这个方法

通过上面图我们知道并发队列会调用_dispatch_root_queue_push方法，所以我们上面说的dx_push调用会调用父类或者根类是对的。

我们来看下_dispatch_root_queue_push源码，已将将无关紧要的隐藏了

我们通过_dispatch_root_queue_push看到执行顺序：_dispatch_root_queue_push->_dispatch_root_queue_push_inline->_dispatch_root_queue_poke->_dispatch_root_queue_poke_slow，我们主要看下_dispatch_root_queue_poke_slow的源码

这个方法我们把不主要的方法给隐藏了，我们说下主要方法：

1.通过do-while循环创建线程，使用pthread_create方法创建（第6223行）
2.通过_dispatch_root_queues_init方法注册回调（第6233行）

下面我们看下_dispatch_root_queues_init源码：

我们看到调用了dispatch_once_f，这个是个单例（后续会做个单例的底层分析，这里不做说明），其中传入的func是_dispatch_root_queues_init_once，下面我们再查看下_dispatch_root_queues_init_once源码实现，我们看主要的。

上图我们看到进入_dispatch_root_queues_init_once的源码，其内部不同事务的调用句柄是_dispatch_worker_thread2（第7641行，第7650行，7666行）。

通过上面可以知道，其block回调执行的调用路径为：_dispatch_root_queues_init_once -> _dispatch_worker_thread2 -> _dispatch_root_queue_drain -> _dispatch_continuation_pop_inline -> _dispatch_continuation_invoke_inline -> _dispatch_client_callout -> dispatch_call_block_and_release 下面我们通过打印堆栈信息来验证一下

通过打印得出我们的推测是对的。

说明

这里需要说明一点的是，单例的block回调和异步函数的block回调是不同的

1.单例中，block回调中的func是_dispatch_Block_invoke(block)
2.而异步函数中，block回调中的func是dispatch_call_block_and_release

总结

综上所述，异步函数的底层分析如下

1.【准备工作】：首先，将异步任务拷贝并封装，并设置回调函数func
2.【block回调】：底层通过dx_push递归，会重定向到根队列，然后通过pthread_creat创建线程，最后通过dx_invoke执行block回调（注意dx_push 和 dx_invoke 是成对的）

同步函数

进入dispatch_async源码实现，其底层实现是通过栅栏函数实现的（栅栏函数后面说明）

上面我们可以看到dispatch_sync->_dispatch_sync_f->_dispatch_sync_f_inline顺序执行，看下_dispatch_sync_f_inline的方法

1.dq->dq_width等于1表示串行队列
2._dispatch_barrier_sync_f为栅栏函数，可以看到同步函数的底层实现其实是同步栅栏函数。
3._dispatch_sync_f_slow死锁，我们之前验证相互等待的死锁报错时，就执行了这个方法。

我们看下_dispatch_sync_f_slow的具体方法实现，调用_dispatch_sync_f_slow方法，表明当前的队列是挂起，阻塞的

往一个队列加入任务，会push加入主队列，进入_dispatch_trace_item_push

dispatch_trace_item_push方法执行完成后，就会执行__DISPATCH_WAIT_FOR_QUEUE_。下面我们看下DISPATCH_WAIT_FOR_QUEUE

_dispatch_wait_prepare：判断dq是否为正在等待的主队列，然后给出一个状态state，然后将dq的状态和当前任务依赖的队列进行匹配

接着执行_dq_state_drain_locked_by->_dispatch_lock_is_locked_by

如果当前等待和正在执行的是同一个队列（判断线程的id是否相等），如果是同一个队列即判断为死锁

同步函数+并发队列

在_dispatch_sync_invoke_and_complete -> _dispatch_sync_function_invoke_inline源码中，主要有三个步骤:

1.将任务压入队列：_dispatch_thread_frame_push
2.执行任务的block回调：_dispatch_client_callout
3.将任务出队：_dispatch_thread_frame_pop

从实现中可以看出，是先将任务push队列中，然后执行block回调，再将任务pop，所以任务是顺序执行的。

总结

同步函数的底层实现：

1.同步函数的底层实现实际是同步栅栏函数
2.同步函数中如果当前正在执行的队列和等待的是同一个队列，形成相互等待的局面，则会造成死锁

写到最后

这篇文章主要讲了dispatch_async（异步任务）和dispatch_sync（同步任务）底层方法调用过程，也解释也死锁的底层判断。下篇我们主要研究下栅栏函数，单例，信号量。

收录

OC底层知识点之-多线程（三）GCD中篇