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隊列

概念

  • 按創(chuàng)建主體來劃分
    • 默認隊列
    • 自定義隊列，自定義隊列通過target指定放到哪個默認隊列，不指定時放在DEFAULT隊列
  • 按執(zhí)行線程來劃分：
    • main queue 只會在主線程執(zhí)行
    • 其他隊列在線程池執(zhí)行（不區(qū)分穿行隊列和并發(fā)隊列）
  • 按優(yōu)先級來劃分：
    • DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH 2
    • DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT 0
    • DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW (-2)
    • DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND INT16_MIN
  • 按QoS來劃分：
    • QOS_CLASS_USER_INTERACTIVE
    • QOS_CLASS_USER_INITIATED
    • QOS_CLASS_DEFAULT
    • QOS_CLASS_UTILITY
    • QOS_CLASS_BACKGROUND

并發(fā)隊列

試驗: 隊列優(yōu)先級與線程的映射

static uint64_t sum = 0;
template <auto tag>
static void stall(void* c)
{
    auto start = now();
    while (time_us(start) < 100000) sum++;
    usleep(10);
    os_log(os_log_create("com.yourapp", "stall"), "tag: %{public}d", (int)tag);
}

int main() {
        auto g = dispatch_group_create();
        auto q = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0);
        auto q1 = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
        auto q2 = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW, 0);
        auto q3 = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND, 0);
        
        auto start = now();
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            dispatch_group_async_f(g, q, nullptr, stall<0>);
        }
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            dispatch_group_async_f(g, q1, nullptr, stall<1>);
        }
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            dispatch_group_async_f(g, q2, nullptr, stall<2>);
        }
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            dispatch_group_async_f(g, q3, nullptr, stall<3>);
        }
        dispatch_group_wait(g, DISPATCH_TIME_FOREVER);

        printf("total takes %llu us\n", time_us(start));
        
        dispatch_release(q);
    }

結論

  • 優(yōu)先級是絕對概念，優(yōu)先級高的會先于優(yōu)先級低的先執(zhí)行，內部實現(xiàn)中也能看到實現(xiàn)queue_drain，并不存在用戶態(tài)輪轉選擇


  • 不同優(yōu)先級的隊列對應同一組線程，會在耗盡高優(yōu)先級的任務之后才會消費低優(yōu)先級的任務，上面的例子打印為 0...1...2...3...

  • 切換優(yōu)先級時，會改變線程優(yōu)先級，線程優(yōu)先級改變有兩種原因：

    • HIGH和DEFAULT是相對優(yōu)先級，剛開始時線程優(yōu)先級為37，100ms后降到36，每執(zhí)行約10ms再降低1，降低到28后再次回到37，繼續(xù)循環(huán)；但是LOW和BACKGROUD優(yōu)先級分別對應固定的線程優(yōu)先級20和4


    該機制是用于防止有人濫用高QoS，如果時長時任務，那不該是高QoS

    • 線程由執(zhí)行不同的優(yōu)先級隊列時切換

  • HIGH 和DEFAULT會使用大核，其他只使用小核

試驗: 隊列QoS與線程的映射關系

int main() {
        auto g = dispatch_group_create();
        auto q = dispatch_queue_create("q", dispatch_queue_attr_make_with_qos_class(DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT, QOS_CLASS_USER_INTERACTIVE, 0));
        auto q1 = dispatch_queue_create("q1", dispatch_queue_attr_make_with_qos_class(DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT, QOS_CLASS_USER_INITIATED, 0));
        auto q2 = dispatch_queue_create("q2", dispatch_queue_attr_make_with_qos_class(DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT, QOS_CLASS_DEFAULT, 0));
        auto q3 = dispatch_queue_create("q3", dispatch_queue_attr_make_with_qos_class(DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT, QOS_CLASS_UTILITY, 0));
        auto q4 = dispatch_queue_create("q4", dispatch_queue_attr_make_with_qos_class(DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT, QOS_CLASS_BACKGROUND, 0));
        
        auto start = now();
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            dispatch_group_async_f(g, q4, nullptr, stall<4>);
        }
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            dispatch_group_async_f(g, q3, nullptr, stall<3>);
        }
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            dispatch_group_async_f(g, q2, nullptr, stall<2>);
        }
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            dispatch_group_async_f(g, q1, nullptr, stall<1>);
        }
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            dispatch_group_async_f(g, q, nullptr, stall<0>);
        }
        dispatch_group_wait(g, DISPATCH_TIME_FOREVER);

        printf("total takes %llu us\n", time_us(start));
        
        dispatch_release(q);
}

結論

  • QoS也是絕對概念，高QoS的會先于低QoS的先執(zhí)行
  • 不同QoS的隊列對應同一組線程，會在耗盡高QoS的任務之后才會消費低優(yōu)先級的任務，上面的例子打印為 0...1...2...3...
  • 5個QoS對應的線程優(yōu)先級為：47 37 31 20 4
  • 切換不同QoS的任務開始執(zhí)行時，會改變線程優(yōu)先級
  • 前3個QoS會使用大核，其他只使用小核

串行隊列

試驗：串行隊列和并發(fā)隊列共存時worker的映射關系

        auto g = dispatch_group_create();
        auto start = now();
        {
            auto q = dispatch_queue_create("q", dispatch_queue_attr_make_with_qos_class(DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT, QOS_CLASS_USER_INTERACTIVE, 0));
            auto q1 = dispatch_queue_create("q1", dispatch_queue_attr_make_with_qos_class(DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT, QOS_CLASS_USER_INITIATED, 0));
            auto q2 = dispatch_queue_create("q2", dispatch_queue_attr_make_with_qos_class(DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT, QOS_CLASS_DEFAULT, 0));
            auto q3 = dispatch_queue_create("q3", dispatch_queue_attr_make_with_qos_class(DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT, QOS_CLASS_UTILITY, 0));
            auto q4 = dispatch_queue_create("q4", dispatch_queue_attr_make_with_qos_class(DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT, QOS_CLASS_BACKGROUND, 0));
            
            auto start = now();
            for (int i = 0; i < 30; i++) {
                dispatch_group_async_f(g, q4, nullptr, stall<4>);
            }
            for (int i = 0; i < 30; i++) {
                dispatch_group_async_f(g, q3, nullptr, stall<3>);
            }
            for (int i = 0; i < 30; i++) {
                dispatch_group_async_f(g, q2, nullptr, stall<2>);
            }
            for (int i = 0; i < 30; i++) {
                dispatch_group_async_f(g, q1, nullptr, stall<1>);
            }
            for (int i = 0; i < 30; i++) {
                dispatch_group_async_f(g, q, nullptr, stall<0>);
            }
        }
        {
            auto q = dispatch_queue_create("q", dispatch_queue_attr_make_with_qos_class(DISPATCH_QUEUE_SERIAL, QOS_CLASS_USER_INTERACTIVE, 0));
            auto q1 = dispatch_queue_create("q1", dispatch_queue_attr_make_with_qos_class(DISPATCH_QUEUE_SERIAL, QOS_CLASS_USER_INITIATED, 0));
            auto q2 = dispatch_queue_create("q2", dispatch_queue_attr_make_with_qos_class(DISPATCH_QUEUE_SERIAL, QOS_CLASS_DEFAULT, 0));
            auto q3 = dispatch_queue_create("q3", dispatch_queue_attr_make_with_qos_class(DISPATCH_QUEUE_SERIAL, QOS_CLASS_UTILITY, 0));
            auto q4 = dispatch_queue_create("q4", dispatch_queue_attr_make_with_qos_class(DISPATCH_QUEUE_SERIAL, QOS_CLASS_BACKGROUND, 0));

            for (int i = 0; i < 30; i++) {
                dispatch_group_async_f(g, q4, nullptr, stall<14>);
            }
            for (int i = 0; i < 30; i++) {
                dispatch_group_async_f(g, q3, nullptr, stall<13>);
            }
            for (int i = 0; i < 30; i++) {
                dispatch_group_async_f(g, q2, nullptr, stall<12>);
            }
            for (int i = 0; i < 30; i++) {
                dispatch_group_async_f(g, q1, nullptr, stall<11>);
            }
            for (int i = 0; i < 50; i++) {
                dispatch_group_async_f(g, q, nullptr, stall<10>);
            }
        }
        dispatch_group_wait(g, DISPATCH_TIME_FOREVER);

246 us創(chuàng)建10個隊列 + 提交300任務，平均任務提交時間不到1us，含喚醒其他線程

  • 串行隊列和并發(fā)隊列是否公用線程池

線程喚醒

策略

時延

線程被任務阻塞

如果用戶的任務阻塞了線程池，GCD如何處理

并發(fā)隊列的阻塞

void test2() {
            auto g = dispatch_group_create();
            auto q = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0); //("test", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
            auto q1 = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_BACKGROUND, 0);
            auto q2 = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW, 0);

            auto start = now();
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                dispatch_group_async_f(g, q, nullptr, stall1);
            }
            dispatch_group_wait(g, DISPATCH_TIME_FOREVER);
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                dispatch_group_async_f(g, q1, nullptr, stall1);
            }
            dispatch_group_wait(g, DISPATCH_TIME_FOREVER);
            for (int i = 0; i < 100; i++) {
                dispatch_group_async_f(g, q2, nullptr, stall1);
            }
            dispatch_group_wait(g, DISPATCH_TIME_FOREVER);
 
            printf("total takes %llu us\n", time_us(start));
            
            dispatch_release(q);
}

周期性孤立任務是否觸發(fā)逃生

[圖片上傳失敗...(image-c26c86-1748325119324)]

多進程共享線程池

參考

so逆向

dispatch.dylib
https://f.8tool.club/d.html?d=DB9B53765916340002515929456CF762

dispatch.dylib symbol
https://f.8tool.club/d.html?d=A237C5FF061A5688EAE0FC3AE61FA730

dispatch.dylib symbol
https://f.8tool.club/d.html?d=C6F3CB0F10EA48CAE6C3CE38B7034ED4

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