iOS多线程开发之GCD（死锁篇）

上篇和中篇讲解了什么是GCD，如何使用GCD，这篇文章将讲解使用GCD中将遇到的死锁问题。有兴趣的朋友可以回顾《iOS多线程开发之GCD（上篇）》和《iOS多线程开发之GCD（中篇）》。

言归正传，我们首先来回顾下死锁，所谓死锁: 是指两个或两个以上的进程（线程）在执行过程中，因争夺资源（如数据源，内存等，变量不是资源）而造成的一种互相等待的现象，若无外部处理作用，它们都将无限等待下去。

　　死锁形成的原因：

1. 系统资源不足
2. 进程（线程）推进的顺序不恰当；
3. 资源分配不当

　　死锁形成的条件：

1. 互斥条件：所谓互斥就是进程在某一时间内独占资源。
2. 请求与保持条件：一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
3. 不剥夺条件：进程已获得资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。
4. 循环等待条件：若干进程之间形成一种头尾相接的循环等待资源关系。

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。在举例说明之前，我们先来回顾下GCD的中的任务派发和队列。

（1）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

（2）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

（3）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

由此我们可以得出：串行与并行针对的是队列，而同步与异步，针对的则是线程！

案例分析：

一、同步执行遇到串行队列

- (void)syncMain{

    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();

    NSLog(@"task1-%@",[NSThread currentThread]);

    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"task2-%@",[NSThread currentThread]);
    });

    NSLog(@"task3-%@",[NSThread currentThread]);
}

打印结果：

-- ::43.623 beck.wang[:] task1-<NSThread: 0x608000066000>{number = , name = main}

分析：死锁。

原因：从打印结果可以看出，task1是在主线程中执行，而主线程是串行队列，定义的queue队列也是主队列， dispatch_sync是同步执行的标志，意思是必须等待block返回，才能执行task3，而当前主队列中正在被task1执行，必须等待完成task3完成后才能释放，这就造成了task3等待block完成返回，block等待task3完成释放主队列而相互等待的循环中死锁。

扩展：在主线程使用sync函数就会造成死锁”或者“在主线程使用sync函数，同时传入串行队列就会死锁”吗？ NO，这种说明明显是没有真正理解死锁！从上面的案例中我们很明显的知道，死锁产生的原因是队列的阻塞。那么如果我自定义一个串行队列，不与主队列争宠呢？

- (void)syncMain{

    // 注意这里的queue是自定义的串行队列，而不是主队列dispatch_get_main_queue()
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.demo.serialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

    NSLog(@"task1-%@",[NSThread currentThread]);

    dispatch_sync(queue, ^{

        NSLog(@"task2-%@",[NSThread currentThread]);
    });

    NSLog(@"task3-%@",[NSThread currentThread]);
}

打印结果：

-- ::15.134 beck.wang[:] task1-<NSThread: 0x600000074800>{number = , name = main}
-- ::15.135 beck.wang[:] task2-<NSThread: 0x600000074800>{number = , name = main}
-- ::15.135 beck.wang[:] task3-<NSThread: 0x600000074800>{number = , name = main}

分析：不开启新线程，顺序执行。

原因：task1、task3与task2执行的队列不一样，不会阻塞。

二、同步执行遇到并行队列

- (void)syncConcurrent{

    NSLog(@"task11-%@",[NSThread currentThread]);

    dispatch_sync(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, ), ^{
        NSLog(@"task12-%@",[NSThread currentThread]);
    });

    NSLog(@"task13-%@",[NSThread currentThread]);
}

打印结果：

-- ::11.957 beck.wang[:] task11-<NSThread: 0x608000071f00>{number = , name = main}
-- ::11.957 beck.wang[:] task12-<NSThread: 0x608000071f00>{number = , name = main}
-- ::11.957 beck.wang[:] task13-<NSThread: 0x608000071f00>{number = , name = main}

分析：不开启新线程，顺序执行。

原因：task1、task3与task2执行的队列不一样，不会阻塞。

三、异步&同步组合

- (void)gcdTest{

    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.demo.serialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

    NSLog(@"task1-%@",[NSThread currentThread]);

    dispatch_async(queue, ^{

        NSLog(@"task2-%@",[NSThread currentThread]);

        dispatch_sync(queue, ^{
            NSLog(@"task3-%@",[NSThread currentThread]);
        });

        NSLog(@"task4-%@",[NSThread currentThread]);
    });

    NSLog(@"task5-%@",[NSThread currentThread]);
}

打印结果：

-- ::23.976 beck.wang[:] task1-<NSThread: 0x608000063400>{number = , name = main}
-- ::23.976 beck.wang[:] task5-<NSThread: 0x608000063400>{number = , name = main}
-- ::23.976 beck.wang[:] task2-<NSThread: 0x608000067940>{number = , name = (null)}

分析：死锁。

原因：task2、task4与task3在同一队列中执行，dispatch_sync确定了task4需要等待task3完成后返回才能执行，而task2任务执行的时候已经占用了当前队列，需要等到task4完成后才能释放，这就造成了task3等待task4完成，task4等待task3返回的相互等待，这也是队列阻塞造成的死锁。

扩展：如果queue换成自定义并发队列或者dispatch_sync追加到非当前队列（如主队列），则不会发生死锁。

- (void)gcdTest{

    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.demo.serialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

    NSLog(@"task1-%@",[NSThread currentThread]);

    dispatch_async(queue, ^{

        NSLog(@"task2-%@",[NSThread currentThread]);

        // 这里使用主队列，而非自定义的串行队列，则不会发生死锁,同理并行队列也不会死锁
        dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"task3-%@",[NSThread currentThread]);
        });

        NSLog(@"task4-%@",[NSThread currentThread]);
    });

    NSLog(@"task5-%@",[NSThread currentThread]);
}

打印结果：

-- ::20.214 beck.wang[:] task1-<NSThread: 0x608000069780>{number = , name = main}
-- ::20.214 beck.wang[:] task5-<NSThread: 0x608000069780>{number = , name = main}
-- ::20.214 beck.wang[:] task2-<NSThread: 0x618000069cc0>{number = , name = (null)}
-- ::20.217 beck.wang[:] task3-<NSThread: 0x608000069780>{number = , name = main}
-- ::20.217 beck.wang[:] task4-<NSThread: 0x618000069cc0>{number = , name = (null)}

四、上面的扩展案例中，主线程阻塞。

- (void)gcdTest{

    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.demo.serialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

    NSLog(@"task1-%@",[NSThread currentThread]);

    dispatch_async(queue, ^{

        NSLog(@"task2-%@",[NSThread currentThread]);

        // 这里虽然使用主队列，但主队列已经阻塞，后续代码失效
        dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"task3-%@",[NSThread currentThread]);
        });

        NSLog(@"task4-%@",[NSThread currentThread]);
    });

    NSLog(@"task5-%@",[NSThread currentThread]);

    while () {
        // 进入while的恒等循环，主线程（主队列）阻塞
    }

    NSLog(@"task6-%@",[NSThread currentThread]);
}

打印结果：

-- ::22.844 beck.wang[:] task1-<NSThread: 0x60000007afc0>{number = , name = main}
-- ::22.844 beck.wang[:] task5-<NSThread: 0x60000007afc0>{number = , name = main}
-- ::22.844 beck.wang[:] task2-<NSThread: 0x610000262700>{number = , name = (null)}

分析：主线程进入无限阻塞状态task6、task3、task4都无法访问到，处于无限等待状态。

PS：这篇文章有借鉴部分，我写这篇博文的目的也是为了更好的理解GCD的死锁，毕竟好记性不如烂笔头嘛！在工作中我也会不断完成遇到的GCD的死锁情况，SO，本篇文章未完待续.....