ps: 可以把隊(duì)列看成是工廠流水線，保存著需要加工的部件，線程就是完成部件的工人。一條流水線有幾個(gè)部件道就是串行隊(duì)列與并發(fā)隊(duì)列的區(qū)別。

三、線程死鎖的原因

先來看看這個(gè)死鎖現(xiàn)象

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    NSLog(@"1");
    dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{ // 這里產(chǎn)生了死鎖
        NSLog(@"這里不會(huì)來了");
    });
    NSLog(@"2");
}

造成線程死鎖的原因：
NSLog(@"2");的任務(wù)需要等待dispatch_sync里的任務(wù)執(zhí)行完才能執(zhí)行，而dispatch_sync里的任務(wù)是最后加入到主隊(duì)列的，需要等待NSLog(@"2");執(zhí)行完才會(huì)執(zhí)行。相互等待造成死鎖。

崩潰的信息也有展示出來：

打開libdispatch源碼
搜索這個(gè)崩潰信息：__DISPATCH_WAIT_FOR_QUEUE__

死鎖崩潰信息回調(diào)函數(shù)

可以清晰看到造成線程死鎖會(huì)通過這個(gè)if條件判斷，解開這個(gè)條件判斷相當(dāng)于看清了造成死鎖崩潰的本質(zhì)了。（其實(shí)這段提示信息就已經(jīng)解釋了線程死鎖的原因：dispatch_sync called on queue already owned by current thread）

_dq_state_drain_locked_by的源碼聲明：

_dq_state_drain_locked_by

_dispatch_lock_is_locked_by的源碼聲明：

_dispatch_lock_is_locked_by

要產(chǎn)生死鎖(這個(gè)函數(shù)返回true)必須是lock_value與tid是相等。

造成線程死鎖的總結(jié)：
在和當(dāng)前隊(duì)列相關(guān)的線程 同步地 向串行隊(duì)列添加任務(wù)，就會(huì)產(chǎn)生死鎖。
死鎖的必備條件：1.線程同步 2.串行隊(duì)列

• 死鎖案例：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // dispatch_sync不具備開辟線程的能力，所以一直在主線程工作。
    dispatch_queue_t q = dispatch_queue_create("AnAn", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_sync(q, ^{
        NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]); // main 主線程的環(huán)境是在q隊(duì)列里
        NSLog(@"1");
        dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{ // 死鎖
            NSLog(@"2"); // 主線程的環(huán)境是在主隊(duì)列里，所以死鎖了
        });
        NSLog(@"3");
    });
    NSLog(@"4");
}

//  main 1 死鎖

四、同步函數(shù) 與 異步函數(shù)

看同/異步函數(shù)的源碼我們關(guān)注的點(diǎn)：
1.任務(wù)(block)的調(diào)用時(shí)機(jī)
2.關(guān)于線程相關(guān)的操作

• 同步函數(shù)dispatch_sync

dispatch_sync

_dispatch_Block_invoke其實(shí)就是任務(wù)(block)封裝成Block_layout結(jié)構(gòu)體：

_dispatch_Block_invoke

接下來需要關(guān)注_dispatch_sync_f函數(shù)的第三個(gè)參數(shù)就是我們的任務(wù)(func)，它是什么時(shí)候執(zhí)行的。

_dispatch_sync_f的源碼聲明：

_dispatch_sync_f

_dispatch_sync_f_inline的源碼聲明：

_dispatch_sync_f_inline

_dispatch_sync_f_inline里面有很多個(gè)地方進(jìn)行if條件判斷并使用了func
這是因?yàn)殛?duì)列參數(shù)dq有四種 主隊(duì)列/串行隊(duì)列/并發(fā)隊(duì)列/全局并發(fā)隊(duì)列 導(dǎo)致有很多種分支

由于libdispatch源碼是沒辦法編譯的，所以我們可以在新建工程demo，并且在使用同步函數(shù)dispatch_sync時(shí)打上符號(hào)斷點(diǎn)，哪里使用了func就打上哪個(gè)符號(hào)，就可以攔截func在不同情況下的去了哪個(gè)分支了。（也可以使用lldb的調(diào)試命令bt看看func的去向）

以 global_queue + dispatch_sync 組合為例，進(jìn)行調(diào)試

走到了_dispatch_sync_f_slow分支，再來看看這個(gè)函數(shù)的源碼

_dispatch_sync_f_slow的源碼聲明：

_dispatch_sync_f_slow

demo上繼續(xù)打上這倆函數(shù)符號(hào)斷點(diǎn)，繼續(xù)走

_dispatch_sync_function_invoke的源碼聲明：

_dispatch_client_callout的源碼聲明：

_dispatch_client_callout

到這里dispatch_sync的執(zhí)行就結(jié)束了，別的組合有興趣可以自己去試試。

回憶我們的關(guān)注點(diǎn)，在看dispatch_sync源碼的時(shí)候，并沒有發(fā)現(xiàn)線程相關(guān)的操作，沒有發(fā)現(xiàn)對(duì)任務(wù)的保存操作，任務(wù)在一直傳遞到底層代碼后，立即被執(zhí)行。

dispatch_sync結(jié)論：
同步函數(shù)dispatch_sync ：立即執(zhí)行、阻塞當(dāng)前線程、不具備開辟子線程的能力

• 異步函數(shù)dispatch_async

dispatch_async

• _dispatch_continuation_init保存任務(wù)，設(shè)置優(yōu)先級(jí)

_dispatch_continuation_init的源碼聲明：

_dispatch_continuation_init

_dispatch_continuation_init_f的源碼聲明：

_dispatch_continuation_priority_set是設(shè)置優(yōu)先級(jí)，直接返回了qos：

可以看到_dispatch_continuation_init并沒有對(duì)線程和任務(wù)執(zhí)行的操作，僅僅只是保存了任務(wù)，在需要的時(shí)候拿出來執(zhí)行。

• _dispatch_continuation_async

_dispatch_continuation_async的源碼聲明：

_dispatch_continuation_async

dx_push是宏定義：

#define dx_push(x, y, z) dx_vtable(x)->dq_push(x, y, z)

找到dq_push的聲明：

dq_push

根據(jù)不同的隊(duì)列賦值給dq_push不一樣的函數(shù)
以并發(fā)隊(duì)列為例:

_dispatch_lane_concurrent_push的源碼聲明:

_dispatch_lane_concurrent_push

_dispatch_continuation_redirect_push的源碼聲明:

這里會(huì)發(fā)現(xiàn)又走到了dx_push，即遞歸了！綜合前面隊(duì)列創(chuàng)建時(shí)可知，隊(duì)列也是一個(gè)對(duì)象，有父類、根類，所以會(huì)遞歸執(zhí)行到根類的方法。

那do_targetq是什么呢？得回到隊(duì)列的創(chuàng)建dispatch_queue_create去查看：

dispatch_queue_create

_dispatch_lane_create_with_target

在dispatch_queue_create的時(shí)候tq就賦值出來是_dispatch_get_root_queue了。
看看_dispatch_get_root_queue的源碼聲明：

_dispatch_get_root_queue

回到_dispatch_continuation_redirect_push上面說它遞歸調(diào)用了dx_push，此時(shí)它的類型卻是dispatch_queue_global_t了。（dx_push是dq_push的宏定義）

dq_push

進(jìn)去_dispatch_root_queue_push：

_dispatch_root_queue_push

進(jìn)去_dispatch_root_queue_push_inline：

_dispatch_root_queue_push_inline

進(jìn)去_dispatch_root_queue_poke：

_dispatch_root_queue_poke

進(jìn)去_dispatch_root_queue_poke_slow:

DISPATCH_NOINLINE
static void
_dispatch_root_queue_poke_slow(dispatch_queue_global_t dq, int n, int floor)
{
    int remaining = n;
    int r = ENOSYS;

    _dispatch_root_queues_init();//重點(diǎn)
    
    ...
    //do-while循環(huán)創(chuàng)建線程
    do {
        _dispatch_retain(dq); // released in _dispatch_worker_thread
        while ((r = pthread_create(pthr, attr, _dispatch_worker_thread, dq))) {
            if (r != EAGAIN) {
                (void)dispatch_assume_zero(r);
            }
            _dispatch_temporary_resource_shortage();
        }
    } while (--remaining);
    ...
}

走到了這里就進(jìn)行了線程的操作啦。

分析一下：_dispatch_root_queues_init

DISPATCH_STATIC_GLOBAL(dispatch_once_t _dispatch_root_queues_pred);
DISPATCH_ALWAYS_INLINE
static inline void
_dispatch_root_queues_init(void)
{
    dispatch_once_f(&_dispatch_root_queues_pred, NULL,
            _dispatch_root_queues_init_once);
}

發(fā)現(xiàn)是一個(gè)dispatch_once_f單例（下面會(huì)介紹單例），其中傳入的func是_dispatch_root_queues_init_once。

綜上所述，異步函數(shù)dispatch_async的底層分析如下：

【準(zhǔn)備工作】：首先，將異步任務(wù)拷貝并封裝，并設(shè)置回調(diào)函數(shù)func。
【block回調(diào)】：底層通過dx_push遞歸，會(huì)重定向到根隊(duì)列，然后通過pthread_creat創(chuàng)建線程，最后通過dx_invoke執(zhí)行block回調(diào)（注意dx_push和 dx_invoke 是成對(duì)的）。

總結(jié) dispatch_async 中子線程創(chuàng)建的調(diào)用流程：
1.dispatch_async -> _dispatch_continuation_async -> dx_push -> dq_push -> 并發(fā)隊(duì)列：_dispatch_lane_concurrent_push -> _dispatch_continuation_redirect_push

2._dispatch_continuation_redirect_push -> dx_push(此時(shí)是global_queue) ->_dispatch_root_queue_push -> _dispatch_root_queue_push_inline -> _dispatch_root_queue_poke -> _dispatch_root_queue_poke_slow -> 線程池調(diào)度，創(chuàng)建線程pthread_create

總結(jié)同/異步函數(shù)特性：
同步函數(shù)dispatch_sync ：
1. 阻塞當(dāng)前線程進(jìn)?等待，直到當(dāng)前添加到隊(duì)列的任務(wù)執(zhí)?完成；
2. 只能在當(dāng)前線程執(zhí)?任務(wù)，不具備開啟新線程的能?。

異步函數(shù)dispatch_async：
1. 不會(huì)阻塞線程，不需要等待，任務(wù)可以繼續(xù)執(zhí)?；
2. 可以在新的線程執(zhí)?任務(wù)，具備開啟新線程的能?。（并發(fā)隊(duì)列可以開啟多條?線程，串?隊(duì)列只能開啟?條?線程）

五、面試題

ps: 注意要考慮任務(wù)復(fù)雜度

- (void)test1 {
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("AnAn", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); // 并發(fā)隊(duì)列
    NSLog(@"1");
    dispatch_async(queue, ^{
        // sleep(2);
        NSLog(@"2");
        dispatch_sync(queue, ^{
            NSLog(@"3");
        });
        NSLog(@"4");
    });
    //sleep(2);
    NSLog(@"5");
}
// 1最前面  2在3前面 3在4前面  2和5沒有順序



- (void)test2 {
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("AnAn", DISPATCH_QUEUE_SERIAL); // 串行隊(duì)列
    NSLog(@"1");
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"2");
        dispatch_sync(queue, ^{ // 這里死鎖
            NSLog(@"3");
        });
        NSLog(@"4");
    });
    NSLog(@"5");
}
// 1最先 2和5沒有順序 死鎖


- (void)test3 {
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("AnAn", DISPATCH_QUEUE_SERIAL); // 串行隊(duì)列
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"1");
        dispatch_async(queue, ^{
            NSLog(@"2");
        });
        NSLog(@"3");
    });

    // sleep(3); // 萬一主線程這里復(fù)雜操作呢，把下面的任務(wù)延遲添加到queue隊(duì)列
    dispatch_async(queue, ^{
        // sleep(3);
        NSLog(@"4");
    });
}
// 13   4和2沒有順序


- (void)test4 {
    self.num = 0;
    while (self.num < 100) {
        dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
            self.num ++;
        });
    }
    NSLog(@"self.num = %d",self.num);
}
// 比100大一點(diǎn)


- (void)test5 {
    self.num = 0;
    for (int i = 0; i < 100; i ++) {
        dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
            self.num ++;
        });
    }
    NSLog(@"self.num = %d",self.num);
}
// 0-100的其中一個(gè)數(shù)



-(void)test6 {
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("AnAn", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"1");
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"2");
    });
    // 阻塞主線程
    dispatch_sync(queue, ^{
        // sleep(2);  // 主線程
        NSLog(@"3");
    });
    // sleep(2);
    NSLog(@"0");
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"7");
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"8");
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"9");
    });
}
// 12789在子線程；30在主線程；3一定在0之前執(zhí)行；789一定在30的后面執(zhí)行


-(void)test7 {
    dispatch_queue_t t = dispatch_queue_create("AnAn", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    NSLog(@"1");
    dispatch_sync(t, ^{
        NSLog(@"2");
        dispatch_async(t, ^{
            //sleep(2);
            NSLog(@"3");
        });
        // sleep(2);
        NSLog(@"4");
    });
    //sleep(2);
    NSLog(@"5");
}
// 12一定先 5一定在4后面 3和5順序不一定 3和4順序不一定


-(void)test8 {
    dispatch_queue_t t = dispatch_queue_create("AnAn", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    NSLog(@"1");
    dispatch_async(t, ^{
//        sleep(2);
        NSLog(@"2");
        dispatch_sync(t, ^{
//            sleep(2);
            NSLog(@"3");
        });
//        sleep(2);
        NSLog(@"4");
    });
//    sleep(2);
    NSLog(@"5");
}
// 125順序不一定；3一定在2之后；4一定在3之后


-(void)test9 {
    dispatch_queue_t t = dispatch_queue_create("lg", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    NSLog(@"1");
    dispatch_sync(t, ^{
        // 在主線程
        NSLog(@"2");
        dispatch_async(t, ^{
//            sleep(2); // 子線程
            NSLog(@"3");
        });
        sleep(2);
        NSLog(@"4");
    });
//    sleep(2);
    NSLog(@"5");
}
// 124一定先 35順序不一定

六、自定義線程池思想

通過分析YYKit的線程池進(jìn)行分析自己構(gòu)造一個(gè)線程池的思想。準(zhǔn)確來說YYKit的線程池應(yīng)該被叫做是隊(duì)列池。

核心思想：創(chuàng)建一個(gè)串行隊(duì)列數(shù)組，數(shù)組里的每一個(gè)隊(duì)列都進(jìn)行異步操作任務(wù)，串行+異步=開辟一條線程的能力。每次需要完成任務(wù)時(shí)，從數(shù)組中輪詢獲取隊(duì)列進(jìn)行異步操作。

來看看YYKit源碼是如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)線程池的。

準(zhǔn)確來說不是創(chuàng)建線程，是從系統(tǒng)線程池的64條線程中拿到對(duì)應(yīng)個(gè)數(shù)的線程。