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同步,异步,串行队列,并发队列,全局队列,主队列等概念的总结

同步,异步,串行队列,并发队列,全局队列,主队列等概念的总结

作者: 小码honey | 来源:发表于2020-07-16 18:16 被阅读0次

    原文链接:https://www.jianshu.com/p/0aeb2848780d

    在此之前, GCD中还涉及到两个十分重要的概念, 就是任务队列

    任务(Task): 你需要执行的操作

    队列(Queue): 存放任务的容器

    GCD中两个重要的函数, 一个同步执行, 一个异步执行

    异步、同步

    这个函数中需要填入两个参数, 一个是队列, 一个是任务, 任务就是封装在block代码块中的. 所以, 我们在使用以上两个函数时, 只需要创建队列, 以及把自己需要执行的代码封装在block中就可以了

    那么, 同步执行和异步执行有什么区别呢?

    假如我有A,B,C三个任务

    如果这三个任务都是同步执行, 程序将等待A 执行完毕之后, 再执行B, 再执行C

    如果这三个任务都是是异步执行, 程序直接跳过A,B,C,执行后面的代码, 执行完毕之后, 再来执行A,B,C中的任务

    另外, 还有一点需要明确的是:

    同步执行没有开启新线程的能力, 所有的任务都只能在当前线程执行

    异步执行有开启新线程的能力, 但是, 有开启新线程的能力, 也不一定会利用这种能力, 也就是说, 异步执行是否开启新线程, 需要具体问题具体分析。


    我们再来看一下串行队列和并发队列

    无论任何队列, 其实都遵循FIFO(first in first out, 先进先出原则),

    但是:

    并发队列中的任务会放到不同的线程中去执行.

    串行队列中的任务只会放到同一线程中去执行.

    如下图所示

    串行队列 并行队列

    那么同步执行,异步执行,并发队列,串行队列互相组合又会发生什么样的情况呢? 这个时候, 就有四种情况需要分析了

    情况1 : 异步执行 + 并发队列:

        /////////异步执行 + 并发队列///////////
        dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("线程测试.com", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
        dispatch_async(concurrentQueue, ^{
            NSLog(@"当前线程11---------%@",[NSThread currentThread]);
        });
        dispatch_async(concurrentQueue, ^{
            NSLog(@"当前线程22---------%@",[NSThread currentThread]);
        });
        dispatch_async(concurrentQueue, ^{
            NSLog(@"当前线程33---------%@",[NSThread currentThread]);
        });

    异步执行 + 并发队列 执行情况

    可以看出, 开启了不同的线程, 任务完成的顺序也是随机的

    但是不同的任务都开启一个独立的线程, 那我有100个任务,会开启100条线程吗? 答案是果断不会, 如下图所示

    线程开启数量不会无限增加

    可以看出的是, 任务,10,11,12利用了之前的线程, 所以线程是不会无限开启的.

    情况2 : 异步执行 + 串行队列:

     /////////异步执行 + 串行队列///////////
        //创建一个串行队列
        dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("线程测试.com", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
        //将不同的任务添加到队列中
        dispatch_async(serialQueue, ^{
            NSLog(@"当前线程1---------%@",[NSThread currentThread]);
        });
        dispatch_async(serialQueue, ^{
            NSLog(@"当前线程2---------%@",[NSThread currentThread]);
        });
        dispatch_async(serialQueue, ^{
            NSLog(@"当前线程3---------%@",[NSThread currentThread]);
        });

    异步执行 + 串行队列 执行情况

    可以看出的是: 异步执行 + 串行队列也开启了新的线程, 但是不管任务有多少个, 异步执行 + 同一条串行队列只开启一条新的线程, 任务的执行顺序也是按照队列中的顺序执行的,因为同一条线程中, 必须等到前一个任务执行完毕后, 才能执行下一个任务.

    情况3 : 同步执行+ 并发队列:

    /////////情况3 : 同步执行+ 并发队列///////////
        //创建一个并发队列
        dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("线程测试.com", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
        //将不同的任务添加到队列中
        dispatch_sync(serialQueue, ^{
            NSLog(@"当前线程1---------%@",[NSThread currentThread]);
        });
        dispatch_sync(serialQueue, ^{
            NSLog(@"当前线程2---------%@",[NSThread currentThread]);
        });
        dispatch_sync(serialQueue, ^{
            NSLog(@"当前线程3---------%@",[NSThread currentThread]);
        });

    情况3 : 同步执行+ 并发队列 执行情况

    三个任务都在主线程中执行, 并没有开启新的线程. 但是, 是不是所有的同步执行的操作都在主线程中执行呢? 当然不是. 看下面的代码,将其执行放到子线程:

     dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
            [self test3];
        });

    同步执行+ 并发队列 在子线程中执行

    所以说, 同步执行+ 并发队列, 并不会开启新的线程, 即使是并发队列, 也然并卵;

    情况4 : 同步执行+ 串行队列:

    /////////情况4 : 同步执行+ 串行队列///////////
        //创建一个串行队列
        dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("线程测试.com", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
        //将不同的任务添加到队列中
        dispatch_sync(concurrentQueue, ^{
            NSLog(@"当前线程1---------%@",[NSThread currentThread]);
        });
        dispatch_sync(concurrentQueue, ^{
            NSLog(@"当前线程2---------%@",[NSThread currentThread]);
        });
        dispatch_sync(concurrentQueue, ^{
            NSLog(@"当前线程3---------%@",[NSThread currentThread]);
        });

    情况4 : 同步执行+ 串行队列

    如果是在子线程中执行同步串行队列的操作, 当前的线程就是子线程

    同步执行 + 串行队列 子线程执行情况

    总之, 需要记住的就是, 同步执行并没有开启子线程的能力, 所有的操作, 都是在当前线程执行.

    故事到这里就结束了吗? 并没有

    还有一个全局并发队列主队列, 这两个又是什么鬼呢?

    全局并发队列就是我们常说的全局队列

    首先, 它是一个并发队列, 他是系统为我们创建好的一个全局的并发队列, 所以, 有时候, 我们不需要自己创建一个并发队列, 直接用系统为我们提供的全局队列就可以了,所以全局队列和同步执行以及异步执行的组合同并发队列是一样的

    比较特殊的是主队列

    系统会把主队列中的任务放在主线程中执行

    情况5 : 异步执行+ 主队列:

    /////////情况5 : 异步执行+ 主队列///////////
        dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
        dispatch_async(queue, ^{
            NSLog(@"当前线程1---------%@",[NSThread currentThread]);
        });
        dispatch_async(queue, ^{
            NSLog(@"当前线程2---------%@",[NSThread currentThread]);
        });
        dispatch_async(queue, ^{
            NSLog(@"当前线程3---------%@",[NSThread currentThread]);
        });

    情况5 : 异步执行+ 主队列

    异步执行虽然有开启新线程的能力, 但是异步执行 + 主队列并不会开启新的线程, 任务都是在主线程中执行的。

    情况6 : 同步执行+ 主队列:

    /////////情况6 : 同步执行+ 主队列///////////
        dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
        dispatch_sync(queue, ^{
            NSLog(@"当前线程1---------%@",[NSThread currentThread]);
        });
        dispatch_sync(queue, ^{
            NSLog(@"当前线程2---------%@",[NSThread currentThread]);
        });
        dispatch_sync(queue, ^{
            NSLog(@"当前线程3---------%@",[NSThread currentThread]);
        });

    情况6 : 同步执行+ 主队列 执行情况

    直接崩溃了, 以前这种情况是会发生死锁的, 那么, 为什么会发生这种情况呢?

    可以这样理解, 上图中, 执行syncMainQueue这个方法是在主线程中执行的, 你可以把它看做一个任务A, 这个任务A也是在主队列中的,那么代码执行到下一步的时候, 启动了任务B, 把任务B放进了主队列中, 由于是同步执行, 所以, 必须等待任务B执行完了之后才能继续向下执行, 但是主线程有任务A, 所以任务B无法放到主线程中去执行,任务B等待任务A执行, 任务A等待任务B执行, 这样就造成了死锁。

    同步执行+ 主队列 造成死锁的原因

    但是, 如果将同步执行+ 主队列的操作放到子线程中执行, 就不会造成死锁

    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
            [self test3];
        });

    同步执行+ 主队列 在子线程中执行情况

    那为什么同步执行 + 串行队列不会造成死锁呢?

    同步执行是不会开启新的线程的, 如果当前线程是主线程, 则任务在主线程中执行. 如下图所示

    同步执行+ 串行队列 不会造成死锁

    说了这么多, 可能又有点晕, 其实这些应该在实际开发中慢慢体会, 碰到的情况多了, 自然而然就明白了. 现在, 我们只要记住下面的表格就可以了

    各种队列的执行效果图:

    各种队列的执行效果图

    多运用自然能熟记于心。

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