iOS底层-GCD底层原理

dispatch_async底层

#ifdef __BLOCKS__
void
dispatch_async(dispatch_queue_t dq, dispatch_block_t work)
{
    dispatch_continuation_t dc = _dispatch_continuation_alloc();
    uintptr_t dc_flags = DC_FLAG_CONSUME;
    dispatch_qos_t qos;

    qos = _dispatch_continuation_init(dc, dq, work, 0, dc_flags);
    _dispatch_continuation_async(dq, dc, qos, dc->dc_flags);
}
#endif

dispatch_async的源码不多,接下来我们要探索两个方面:

• 子线程创建的时机点
• 任务block执行的时机点

1.子线程创建流程

我们先进入_dispatch_continuation_init的流程，看看是否有子线程创建？

1.1_dispatch_continuation_init

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接着来到_dispatch_continuation_init_f

• _dispatch_continuation_init_f

  
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• _dispatch_continuation_voucher_set

  
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• _dispatch_continuation_priority_set --> dc的dc_priority的设置

  
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  我们发现_dispatch_continuation_init里面并没有子线程创建的代码，接下来我们去_dispatch_continuation_async找找

1.2_dispatch_continuation_async

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根据返回值，锁定到了dx_push。全局搜索dx_push

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继续看dq_push

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如果是并发队列，那么.dq_push = _dispatch_lane_concurrent_push,接着来到
_dispatch_lane_concurrent_push

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显然是非栅栏函数，那么进入_dispatch_continuation_redirect_push

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那do_targetq是什么呢？得回到队列的创建dispatch_queue_create去查看

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那么，_dispatch_continuation_redirect_push里的dx_push时的队列是_dispatch_get_root_queue()

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同理，找dispatch_queue_global_t 对应的 dq_push 的方法
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到这里，我们应该知道dispatch_async中子线程创建的调用流程：

1.dispatch_async --> _dispatch_continuation_async --> dx_push --> dq_push --> 并发队列：_dispatch_lane_concurrent_push --> _dispatch_continuation_redirect_push
2._dispatch_continuation_redirect_push --> dx_push(此时是global_queue) -->_dispatch_root_queue_push --> _dispatch_root_queue_push_inline-->_dispatch_root_queue_poke-->_dispatch_root_queue_poke_slow -->线程池调度，创建线程pthread_create

2.任务Block的调用流程

那么接下来的问题就是 block何时调用?

再看哪里调用的block --> 类似这样的代码block(xxx)? 我们可以在dispatch_async的任务block中打断点，然后bt查看调用栈

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注意到在调用栈中有一个_dispatch_worker_thread2，现在重点就来到 --> 什么时候调起的_dispatch_worker_thread2？

我们先全局搜索一下_dispatch_worker_thread2

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发现全在一个方法里面 --> _dispatch_root_queues_init_once中，同理，全局搜索

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再全局搜索_dispatch_root_queues_init

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_dispatch_root_queue_poke_slow是否很熟悉？ 就是我们上面在查找创建子线程时调用栈走过的方法，那么此时任务block的调用和子线程的创建产生了联系，这个联系就是_dispatch_root_queue_poke_slow

2.1 _dispatch_root_queues_init

DISPATCH_STATIC_GLOBAL(dispatch_once_t _dispatch_root_queues_pred);
DISPATCH_ALWAYS_INLINE
static inline void
_dispatch_root_queues_init(void)
{
    dispatch_once_f(&_dispatch_root_queues_pred, NULL,
            _dispatch_root_queues_init_once);
}

dispatch_once_f是否有些熟悉？莫非是单例?我们平时写的单例是这样的

    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        // input your code
    });

搜索一下dispatch_once源码

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接下来继续探索dispatch_once_f

DISPATCH_NOINLINE
void
dispatch_once_f(dispatch_once_t *val, void *ctxt, dispatch_function_t func)
{
    dispatch_once_gate_t l = (dispatch_once_gate_t)val;

#if !DISPATCH_ONCE_INLINE_FASTPATH || DISPATCH_ONCE_USE_QUIESCENT_COUNTER
    uintptr_t v = os_atomic_load(&l->dgo_once, acquire);
    if (likely(v == DLOCK_ONCE_DONE)) {
        return;
    }
#if DISPATCH_ONCE_USE_QUIESCENT_COUNTER
    if (likely(DISPATCH_ONCE_IS_GEN(v))) {
        return _dispatch_once_mark_done_if_quiesced(l, v);
    }
#endif
#endif
    if (_dispatch_once_gate_tryenter(l)) {
        return _dispatch_once_callout(l, ctxt, func);
    }
    return _dispatch_once_wait(l);
}

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总之，这个_dispatch_once_gate_tryenter判断条件，就能保证当前只有一个线程进去执行代码，那为什么只能执行一次呢？还是看_dispatch_once_gate_broadcast 里的 _dispatch_once_mark_done

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回到Block的调用时机
即什么时候调起的_dispatch_worker_thread2 ？
在_dispatch_root_queues_init时，单例执行的任务block是_dispatch_root_queues_init_once

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再来看看_dispatch_root_queues_init_once
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上图可知，在_dispatch_root_queues_init_once中完成了线程与任务_dispatch_worker_thread2的绑定过程。接下来就看看_dispatch_worker_thread2的大致流程

• _dispatch_worker_thread2底层

  
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  最终，我们来到了dx_invoke 和_dispatch_continuation_invoke_inline。

• _dispatch_continuation_invoke_inline

  
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至此，我们跟着底层源码弄清楚了block()的调用流程👇

1.通过在block任务中打断点，LLDB bt指令查看调用栈信息，找到_dispatch_worker_thread2；
2.搜索调用_dispatch_worker_thread2的地方，找到_dispatch_root_queues_init --> _dispatch_root_queues_init_once；
3.接着我们在_dispatch_root_queues_init_once中发现了子线程的创建，并绑定了block任务_dispatch_worker_thread2；
4.接着我们继续查看_dispatch_worker_thread2的底层源码，发现了调用block任务的时机点

dispatch_sync底层

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接着看_dispatch_barrier_sync_f的源码

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再回头看看_dispatch_queue_try_acquire_barrier_sync里的流程

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