说说GCD中的死锁

本文主要举例说明GCD里的死锁场景,分析造成死锁的原因以及解决方案

在开始说GCD死锁之前,我们先了解一下GCD的中的任务派发和队列。

任务派发
任务派发方式 说明
dispatch_sync() 同步执行,完成了它预定的任务后才返回,阻塞当前线程
dispatch_async() 异步执行,会立即返回,预定的任务会完成但不会等它完成,不阻塞当前线程
队列种类
队列种类 说明
串行队列 每次只能执行一个任务,并且必须等待前一个执行任务完成
并发队列 一次可以并发执行多个任务,不必等待执行中的任务完成
GCD队列种类
GCD队列种类 获取方法 队列类型 说明
主队列 dispatch_get_main_queue 串行队列 主线中执行
全局队列 dispatch_get_global_queue 并发队列 子线程中执行
用户队列 dispatch_queue_create 串并都可以 子线程中执行

GCD死锁

在GCD中,主要的死锁就是当前串行队列里面同步执行当前串行队列。解决的方法就是将同步的串行队列放到另外一个线程执行。

死锁场景

1. 死锁场景: 主线程调用主线程
- (void)deadLockCase1 {
    NSLog(@"1"); // 任务1
    dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"2"); // 任务2
    });
    NSLog(@"3"); // 任务3
}

控制台输出:

1
原因:

从控制台输出可以看出,任务2和任务3没有执行,此时已经死锁了。
因为dispatch_sync是同步的,本身就会阻塞当前线程,此刻阻塞了主线程。而当前block又在等待主线程执行完毕,从而形成了主线程等待主线程,自己等自己的情况,形成了死锁。

解决方法:
  1. 改用异步dispatch_async执行
NSLog(@"1"); // 任务1
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"2"); // 任务2
 });
NSLog(@"3"); // 任务3

控制台输出:

1
3
2 
  1. 不在主线程中运行,而是放在子线程中
NSLog(@"1"); // 任务1
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
        NSLog(@"2"); // 任务2
});
NSLog(@"3"); // 任务3

控制台输出:

1
2
3

注:如果block中是刷新UI的操作,则不能放在子线程中执行,会crash

死锁场景2: (同步串行队列嵌套自己)
- (void)deadLockCase2 {
    dispatch_queue_t aSerialDispatchQueue = dispatch_queue_create("com.test.deadlock.queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    NSLog(@"1"); //任务1
    dispatch_sync(aSerialDispatchQueue, ^{
        NSLog(@"2"); //任务2
        dispatch_sync(aSerialDispatchQueue, ^{
            NSLog(@"3"); //任务3
        });
        NSLog(@"4");  //任务4
    });
    NSLog(@"5");  //任务5
}

控制台输出:

1
2
原因:

从控制台输出结果来看,执行到任务2后,就已经死锁了。因为该例子中两个GCD都是使用的同步方式,而且还是同一个串行队列,这就导致了和上一个例子一样,自己在等待自己的情况,形成了死锁。

解决方法:
  1. 将第二个GCD改为异步
 - (void)deadLockCase2 {
    dispatch_queue_t aSerialDispatchQueue = dispatch_queue_create("com.test.deadlock.queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    NSLog(@"1"); //任务1
    dispatch_sync(aSerialDispatchQueue, ^{
        NSLog(@"2"); //任务2
        dispatch_async(aSerialDispatchQueue, ^{
            NSLog(@"3"); //任务3
        });
        NSLog(@"4");  //任务4
    });
    NSLog(@"5");  //任务5
}

控制台输出:

1
2
4
5
3

然而,将第一个GCD改为异步,不能解决问题

 - (void)deadLockCase2 {
    dispatch_queue_t aSerialDispatchQueue = dispatch_queue_create("com.test.deadlock.queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    NSLog(@"1"); //任务1
    dispatch_async(aSerialDispatchQueue, ^{
        NSLog(@"2"); //任务2
        dispatch_sync(aSerialDispatchQueue, ^{
            NSLog(@"3"); //任务3
        });
        NSLog(@"4");  //任务4
    });
    NSLog(@"5");  //任务5
}

控制台输出:

1
5
2
原因:

虽然第一个GCD是异步的,但是第二个GCD是同步的,第二个GCD在等着第一个GCD结束,而第一个GCD的block又在等着第一个GCD结束,这样就形成了死锁。
注:对于以上将第二个GCD改为异步,第一个GCD为同步的场景,不会造成死锁,是因为第二个GCD为异步,它不用等待第一个GCD执行完毕,它和第一个GCD是没有同步关系的。它是在第一个GCD执行的同时并发执行自己block的代码。

  1. 将两个GCD都改为异步
 - (void)deadLockCase2 {
    dispatch_queue_t aSerialDispatchQueue = dispatch_queue_create("com.test.deadlock.queue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    NSLog(@"1"); //任务1
    dispatch_async(aSerialDispatchQueue, ^{
        NSLog(@"2"); //任务2
        dispatch_async(aSerialDispatchQueue, ^{
            NSLog(@"3"); //任务3
        });
        NSLog(@"4");  //任务4
    });
    NSLog(@"5");  //任务5
}

控制台输出:

1
5
2
4
3
  1. 使用不同的串行队列
 - (void)deadLockCase2 {
    dispatch_queue_t aSerialDispatchQueue1 = dispatch_queue_create("com.test.deadlock.queue1", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_queue_t aSerialDispatchQueue2 = dispatch_queue_create("com.test.deadlock.queue2", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    NSLog(@"1"); //任务1
    dispatch_sync(aSerialDispatchQueue1, ^{
        NSLog(@"2"); //任务2
        dispatch_sync(aSerialDispatchQueue2, ^{
            NSLog(@"3"); //任务3
        });
        NSLog(@"4");  //任务4
    });
    NSLog(@"5");  //任务5
}

控制台输出:

1
2
3
4
5
3. 死锁场景: 信号量阻塞主线程
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
    NSLog(@"semaphore create!");
    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        dispatch_semaphore_signal(semaphore);
        NSLog(@"semaphore plus 1");
    });
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    NSLog(@"semaphore minus 1");
}
原因:

如果当前执行的线程是主线程,以上代码就会出现死锁。
因为dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER)阻塞了当前线程,而且等待时间是DISPATCH_TIME_FOREVER——永远等待,这样它就永远的阻塞了当前线程——主线程。导致主线中的dispatch_semaphore_signal(semaphore)没有执行,
dispatch_semaphore_wait一直在等待dispatch_semaphore_signal改变信号量,这样就形成了死锁。

解决方法:

应该将信号量移到并行队列中,如全局调度队列。以下场景,移到串行队列也是可以的。但是串行队列还是有可能死锁的(如果执行dispatch_semaphore_signal方法还是在对应串行队列中的话,即之前提到的串行队列嵌套串行队列的场景)。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
        NSLog(@"semaphore create!");
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            dispatch_semaphore_signal(semaphore);
            NSLog(@"semaphore plus 1");
        });
        dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        NSLog(@"semaphore minus 1");
    });
}

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