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自定义线程池YYDispatchQueuePool

自定义线程池YYDispatchQueuePool

作者: JackHZG | 来源:发表于2019-11-22 16:35 被阅读0次

    YYDispatchQueuePool原理:
    通过维护一个上下文结构体,根据不同QOS优先级创建串行队列(队列数不超过内核),因此在每个串行队列下,线程都会按照先进先出的顺序去执行任务。通过这样就可以控制线程数。

    队列和线程之间的关系:
    一个队列由一个或多个任务组成,当这些任务要开始执行时,系统会分别把他们分配到某个线程上去执行。当有多个系统核心时,为了高效运行,这些核心会将多个线程分配到各核心上去执行任务。
    对于一个并行队列来说,其中的任务可能被分配到多个线程中去执行,即这个并行队列可能对应多个线程。对于串行队列,它每次对应一个线程,这个线程可能不变,可能会被更换。每一时刻,一个线程都只能执行一个任务。一个线程也可能是闲置或者挂起的,因此线程存在时不一定就在执行任务。

    iOS8.0之后,队列优先级分为5种

    • NSQualityOfServiceUserInteractive:最高优先级, 用于处理 UI 相关的任务
    • NSQualityOfServiceUserInitiated:次高优先级, 用于执行需要立即返回的任务
    • NSQualityOfServiceUtility:普通优先级,主要用于不需要立即返回的任务
    • NSQualityOfServiceBackground:后台优先级,用于处理一些用户不会感知的任务
    • NSQualityOfServiceDefault:默认优先级,当没有设置优先级的时候,线程默认优先级

    下面是YYDispatchQueuePool里的处理

    static inline qos_class_t NSQualityOfServiceToQOSClass(NSQualityOfService qos) {
        switch (qos) {
            case NSQualityOfServiceUserInteractive: return QOS_CLASS_USER_INTERACTIVE;
            case NSQualityOfServiceUserInitiated: return QOS_CLASS_USER_INITIATED;
            case NSQualityOfServiceUtility: return QOS_CLASS_UTILITY;
            case NSQualityOfServiceBackground: return QOS_CLASS_BACKGROUND;
            case NSQualityOfServiceDefault: return QOS_CLASS_DEFAULT;
            default: return QOS_CLASS_UNSPECIFIED;
        }
    }
    

    YYDispatchContext上下文结构体的定义

    typedef struct {
        const char *name;
        void **queues;
       //队列数
        uint32_t queueCount;
       //计数器
        int32_t counter;
    } YYDispatchContext;
    

    YYDispatchContextCreate 上下文创建
    YYDispatchContextRelease 上下文释放
    YYDispatchContextGetQueue 根据上下文获取队列
    YYDispatchContextGetForQOS 根据QOS优先级获取上下文

    YYDispatchContextCreate的实现

    static YYDispatchContext *YYDispatchContextCreate(const char *name,
                                                     uint32_t queueCount,
                                                     NSQualityOfService qos) {
        YYDispatchContext *context = calloc(1, sizeof(YYDispatchContext));
        if (!context) return NULL;
        context->queues =  calloc(queueCount, sizeof(void *));
        if (!context->queues) {
            free(context);
            return NULL;
        }
       //根据优先级创建队列,控制队列数
        if ([UIDevice currentDevice].systemVersion.floatValue >= 8.0) {
           //iOS8.0之后
            dispatch_qos_class_t qosClass = NSQualityOfServiceToQOSClass(qos);
            for (NSUInteger i = 0; i < queueCount; i++) {
               //这里创建的是serial queue串行队列
              //不用concurrent queue,主要是因为并行队列会让多个线程同时执行,会大量占用CPU资源
                dispatch_queue_attr_t attr = dispatch_queue_attr_make_with_qos_class(DISPATCH_QUEUE_SERIAL, qosClass, 0);
                dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(name, attr);
                context->queues[i] = (__bridge_retained void *)(queue);
            }
        } else {
            //iOS8.0之前
            long identifier = NSQualityOfServiceToDispatchPriority(qos);
            for (NSUInteger i = 0; i < queueCount; i++) {
                dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(name, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
                dispatch_set_target_queue(queue, dispatch_get_global_queue(identifier, 0));
                context->queues[i] = (__bridge_retained void *)(queue);
            }
        }
        context->queueCount = queueCount;
        if (name) {
             context->name = strdup(name);
        }
        return context;
    }
    

    不使用concurrent queue的原因:避免concurrent queue下,大量线程同时创建、运行、销毁,占用主线程的CPU资源,可能会导致卡顿等问题

    下面描述引自YY大神iOS 保持界面流畅的技巧

    大量的任务提交到后台队列时,某些任务会因为某些原因被锁住导致线程休眠,或者被阻塞,concurrent queue 随后会创建新的线程来执行其他任务。当这种情况变多时,或者 App 中使用了大量 concurrent queue 来执行较多任务时,App 在同一时刻就会存在几十个线程同时运行、创建、销毁。CPU 是用时间片轮转来实现线程并发的,尽管 concurrent queue 能控制线程的优先级,但当大量线程同时创建运行销毁时,这些操作仍然会挤占掉主线程的 CPU 资源。

    YYDispatchContextGetForQOS实现

    static YYDispatchContext *YYDispatchContextGetForQOS(NSQualityOfService qos) {
        static YYDispatchContext *context[5] = {0};
        switch (qos) {
           //最高优先级
            case NSQualityOfServiceUserInteractive: {
                static dispatch_once_t onceToken;
                dispatch_once(&onceToken, ^{
                   //获取内核数、这里虽然总体能控制了线程数,但不能把CPU发挥到极致
                    int count = (int)[NSProcessInfo processInfo].activeProcessorCount;
                 //最大限制了32个
                    count = count < 1 ? 1 : count > MAX_QUEUE_COUNT ? MAX_QUEUE_COUNT : count;
                //创建上下文
                    context[0] = YYDispatchContextCreate("com.ibireme.yykit.user-interactive", count, qos);
                });
                return context[0];
            } break;
           //...more 更多的级别实现基本都类似
            default: {
               //默认优先级
                static dispatch_once_t onceToken;
                dispatch_once(&onceToken, ^{
                    int count = (int)[NSProcessInfo processInfo].activeProcessorCount;
                    count = count < 1 ? 1 : count > MAX_QUEUE_COUNT ? MAX_QUEUE_COUNT : count;
                    context[4] = YYDispatchContextCreate("com.ibireme.yykit.default", count, qos);
                });
                return context[4];
            } break;
        }
    }
    
    

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