回顾
在上篇博客已经对GCD的栅栏函数做了一个基本介绍，还有应用的举例并且对底层源码进行了分析，本篇博客将对信号量进行探索分析！
多线程
iOS底层探索之多线程(六)—GCD源码分析(sync 同步函数、async 异步函数)
iOS底层探索之多线程(八)—GCD源码分析(函数的同步性、异步性、单例)
1. 信号量
1.1 信号量介绍
信号量在GCD中是指Dispatch Semaphore，是一种持有计数的信号的东西。有如下三个方法。
-
dispatch_semaphore_create: 创建信号量 -
dispatch_semaphore_wait: 信号量等待 -
dispatch_semaphore_signal: 信号量释放
1.2 信号量举例
在并发队列里面，可以使用信号量控制，最大并发数，如下代码：
信号量举例
- 信号量举例打印结果
举例结果.gif
这里一共创建了 4 个任务，异步并发执行，我在创建信号量的时候，设置了最大并发数为2
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
dispatch_semaphore_t sem = dispatch_semaphore_create(2);
从运行的动图，可以看到，每次都是两个任务一起执行了，打印的结果一目了然。
那么再举个例子看看，设置信号量并发数为0
设置信号量并发数为0
设置信号量并发数为
0，就相当于加锁的作用，dispatch_semaphore_wait堵住了任务1让其等待，等任务 2执行完了，dispatch_semaphore_signal发送信号，我执行完了，你去执行吧！
这样到底信号量是怎么样等待，又是怎么样发送信号的呢？
2. 信号量分析
看看dispatch_semaphore_create的 api的说明
dispatch_semaphore_create
- 当两个线程需要协调特定事件的完成时，为该值传递
0很有用。 - 传递大于
0的值对于管理有限的资源池很有用，其中池大小等于该值。 - 信号量的起始值。 传递小于
信号量的起始值。 传递小于零的值将导致返回 NULL。的值将导致返回NULL，也就是小于0就不会正常执行。
总结来说，就是可以控制线程池中的最多并发数量
2.1 dispatch_semaphore_signal
dispatch_semaphore_signal
dispatch_semaphore_signal
- 在
dispatch_semaphore_signal里面os_atomic_inc2o原子操作自增加1，然后会判断，如果value > 0，就会返回0。 - 例如
value加1之后还是小于0，说明是一个负数，也就是调用dispatch_semaphore_wait次数太多了，dispatch_semaphore_wait是做减操作的，等会后面会分析。 - 加一次后依然小于
0就报异常"Unbalanced call to dispatch_semaphore_signal()，然后会调用_dispatch_semaphore_signal_slow方法的，做容错的处理，_dispatch_sema4_signal是一个do while循环
_dispatch_semaphore_signal_slow(dispatch_semaphore_t dsema)
{
_dispatch_sema4_create(&dsema->dsema_sema, _DSEMA4_POLICY_FIFO);
_dispatch_sema4_signal(&dsema->dsema_sema, 1);
return 1;
}
- _dispatch_sema4_signal
void
_dispatch_sema4_signal(_dispatch_sema4_t *sema, long count)
{
do {
int ret = sem_post(sema);
DISPATCH_SEMAPHORE_VERIFY_RET(ret);
} while (--count);
}
2.2 dispatch_semaphore_wait
dispatch_semaphore_wait
dispatch_semaphore_wait源码如下：
dispatch_semaphore_wait
-
os_atomic_dec2o进行原子自减1操作，也就是对value值进行减操作，控制可并发数。 - 如果可并发数为
2，则调用该方法后，变为1，表示现在并发数为1，剩下还可同时执行1个任务。如果初始值是0，减操作之后为负数，则会调用_dispatch_semaphore_wait_slow方法。
_dispatch_semaphore_wait_slow方法源码如下：
_dispatch_semaphore_wait_slow
_dispatch_semaphore_wait_slow
- 这里对
dispatch_time_t timeout进行判断处理，我们前面的例子里面传的是DISPATCH_TIME_FOREVER，那么会调用_dispatch_sema4_wait方法
void
_dispatch_sema4_wait(_dispatch_sema4_t *sema)
{
kern_return_t kr;
do {
kr = semaphore_wait(*sema);
} while (kr == KERN_ABORTED);
DISPATCH_SEMAPHORE_VERIFY_KR(kr);
}
_dispatch_sema4_wait方法里面是一个do-while循环，当不满足条件时，会一直循环下去，从而导致流程的阻塞。这也就解释了上面举例案里面的执行结果。
上面举例里面就相当于，下图中的情况
分析
在上图框框的地方，① 相当于②，这里是
do-while循环，所有会执行任务 2，任务 1一直在循环等待。
3. 总结
-
dispatch_semaphore_wait信号量等待，内部是对并发数做自减操作，如果为 小于0，会执行_dispatch_semaphore_wait_slow然后调用_dispatch_sema4_wait是一个do-while，知道满足条件结束循环 -
dispatch_semaphore_signal信号量释放 ，内部是对并发数做自加操作，直到大于0时，为可操作 - 保持
线程同步，将异步执行任务转换为同步执行任务 - 保证
线程安全，为线程加锁，相当于自旋锁
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