深入理解 iOS 中的队列和执行

作者: uniapp | 来源:发表于2020-04-08 22:42 被阅读0次

GCD 凭借其高性能和易用性，得到了众多开发人员的青睐。在工作中涉及到多线程时，采用的往往也是 GCD。正确使用的前提是理解任务和队列这两个概念。所以，iOS 面试中考察基本知识时，往往会涉及到这方面内容。下面就这两个概念，详细介绍。

1 任务

任务是 CPU 进行执行的基本单元，在 iOS 中可以简单地理解为一个函数实现。在GCD中可以认为任务等价于 block。比如，下面的函数体 test 就是一个 task 。

-(void)test {
    NSLog(@"task1");
}

2 队列

队列是任务的集合，强调的是一种静态表示。GCD 中队列分为 2 种：顺序队列和并发队列。

2.1 顺序队列

如其名，顺序队列里面的任务有先后关系，符合先进先出的基本原则，只有排序在前面的任务执行完成，后面的任务才可以执行。比如下面的两个任务 task1 和 task2 在主线程顺序执行，输出结果如下：

/*
 task1
 task2
 */
- (void)test_queue_1 {
    dispatch_queue_t s1 = dispatch_queue_create("serialOne", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_sync(s1, ^{
        NSLog(@"task1");
    });
    dispatch_sync(s1, ^{
        NSLog(@"task2");
    });
}

2.2 并发队列

并发队列里面的任务，没有先后关系，同时抛出，供线程进行调度。比如，下面在主线程，执行并发队列 c1 中任务 task1、task2。

/*
task1
task2
*/
- (void)test_queue_2 {
    dispatch_queue_t c1 = dispatch_queue_create("concurrentOne", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_sync(c1, ^{
        NSLog(@"task1");
    });
    dispatch_sync(c1, ^{
        NSLog(@"task2");
    });
}

3 执行

执行是对任务的调度，强调动态。执行是通过线程调度来完成的。根据线程调度的方式不同，分为异步和同步。异步是先执行当前线程任务，新添加的任务延迟执行。同步是停止当前线程任务，立即执行新添加的任务。比如，下面在主线程异步执行主队列的任务 task2, 输出结果如下：

/*
task1
task3
task2
*/ 
-(void)test_asyn_1 {
    NSLog(@"task1");
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"task2");
    });
    NSLog(@"task3");
}

关于执行，有以下 3 个特点：

3.1 主队列任务一定在主线程

/*
 task1-<NSThread: 0x600002b72d40>{number = 1, name = main}
 task2-<NSThread: 0x600002b72d40>{number = 1, name = main}
 */
-(void)test_asyn_2 {
    NSLog(@"task1-%@",[NSThread currentThread]);
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"task2-%@",[NSThread currentThread]);
    });
}

3.2 非主队列任务

对顺序队列，同步时不开辟新线程；对顺序队列，异步时开辟新线程，如下所示：

/*
 task1-<NSThread: 0x600003ff20c0>{number = 1, name = main}
 task2-<NSThread: 0x600003ff20c0>{number = 1, name = main}
 task3-<NSThread: 0x600003ff5200>{number = 3, name = (null)}
 */
- (void)test_asyn_3 {
    dispatch_queue_t s1 = dispatch_queue_create("serialOne", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    NSLog(@"task1-%@",[NSThread currentThread]);
    dispatch_sync(s1, ^{
        NSLog(@"task2-%@",[NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_async(s1, ^{
        NSLog(@"task3-%@",[NSThread currentThread]);
    });
}

对并发队列，同步时不开辟新线程；对并发队列，异步时开辟新线程，如下所示：

/*
 task1-<NSThread: 0x60000068ed00>{number = 1, name = main}
 task2-<NSThread: 0x6000006e6240>{number = 6, name = (null)}
 task3-<NSThread: 0x6000006e6240>{number = 6, name = (null)}
 */
- (void)test_asyn_4 {
    dispatch_queue_t s1 = dispatch_queue_create("serialOne", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    NSLog(@"task1-%@",[NSThread currentThread]);
    dispatch_async(s1, ^{
        NSLog(@"task2-%@",[NSThread currentThread]);
        dispatch_sync(s1, ^{
            NSLog(@"task3-%@",[NSThread currentThread]);
        });
    });
}

由上：非主队列，是否开辟新线程要看执行者：也就是同步还是异步。同步时，不会开辟新线程；异步时，为了方便任务的及时执行，会开辟新线程；

4 练习

明白了以上概念，下面做两个小练习：

4.1 练习一

-(void)test3_1 {
    NSLog(@"task1-%@",[NSThread currentThread]);
    dispatch_queue_t s1 = dispatch_queue_create("serialOne", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_sync(s1, ^{
        NSLog(@"task2-%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"task3-%@",[NSThread currentThread]);
    dispatch_async(s1, ^{
        NSLog(@"task4-%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"task5-%@",[NSThread currentThread]);
}

请从打印顺序和是否新开线程，两个角度去思考。思考后，请看
答案：

/*
 task1-<NSThread: 0x600001c42140>{number = 1, name = main}
 task2-<NSThread: 0x600001c42140>{number = 1, name = main}
 task3-<NSThread: 0x600001c42140>{number = 1, name = main}
 task5-<NSThread: 0x600001c42140>{number = 1, name = main}
 task4-<NSThread: 0x600001c2e440>{number = 5, name = (null)}
 */

4.1 练习二

-(void)test3_2 {
    NSLog(@"task1-%@",[NSThread currentThread]);
    dispatch_queue_t s1 = dispatch_queue_create("serialOne", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_sync(s1, ^{
        NSLog(@"task2-%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"task3-%@",[NSThread currentThread]);
    dispatch_async(s1, ^{
        NSLog(@"task4-%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"task5-%@",[NSThread currentThread]);
}

答案二：

/*
 task1-<NSThread: 0x600001248c00>{number = 1, name = main}
 task2-<NSThread: 0x600001248c00>{number = 1, name = main}
 task3-<NSThread: 0x600001248c00>{number = 1, name = main}
 task5-<NSThread: 0x600001248c00>{number = 1, name = main}
 task4-<NSThread: 0x600001217d00>{number = 3, name = (null)}
 */

4.1 练习三

将 4.2 中的同步队列，改成并发队列，会有什么结果呢？

-(void)test3_3 {
    NSLog(@"task1-%@",[NSThread currentThread]);
    dispatch_queue_t s1 = dispatch_queue_create("serialOne", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_sync(s1, ^{
        NSLog(@"task2-%@",[NSThread currentThread]);
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"task3-%@",[NSThread currentThread]);
        });
    });
    NSLog(@"task4-%@",[NSThread currentThread]);
    dispatch_async(s1, ^{
        NSLog(@"task5-%@",[NSThread currentThread]);
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"task6-%@",[NSThread currentThread]);
        });
    });
    NSLog(@"task7-%@",[NSThread currentThread]);
}

答案三：

/*
 task1-<NSThread: 0x600000145fc0>{number = 1, name = main}
 task2-<NSThread: 0x600000145fc0>{number = 1, name = main}
 task4-<NSThread: 0x600000145fc0>{number = 1, name = main}
 task7-<NSThread: 0x600000145fc0>{number = 1, name = main}
 task5-<NSThread: 0x60000012ea80>{number = 7, name = (null)}
 task3-<NSThread: 0x600000145fc0>{number = 1, name = main}
 task6-<NSThread: 0x600000145fc0>{number = 1, name = main}
 */

4.1 练习四

如果充分理解了以上 3 题，最后一个的题应该就很轻松了：

-(void)test3_4 {
    NSLog(@"task1-%@",[NSThread currentThread]);
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"task2-%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"task3-%@",[NSThread currentThread]);
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"task4-%@",[NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"task5-%@",[NSThread currentThread]);
}

答案四：

/*
 task1-<NSThread: 0x6000027f6d80>{number = 1, name = main}
 task3-<NSThread: 0x6000027f6d80>{number = 1, name = main}
 task5-<NSThread: 0x6000027f6d80>{number = 1, name = main}
 task2-<NSThread: 0x6000027f6d80>{number = 1, name = main}
 task4-<NSThread: 0x6000027f6d80>{number = 1, name = main}
 */

以上是面试过程中遇到的基本知识题，口头表述一般都没问题。遇到像这种做题式的提问，还是需要对其执行有准确的认识，才可以快速得到结果。（完）

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本文标题：深入理解 iOS 中的队列和执行

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