前言
我發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上很多介紹多線程的案例感覺都是錯誤的例子。也不能說錯的，例如用異步并發(fā)隊列的時候，他們只是打印了一個log，這種打印的行為本身就是同步任務(wù)，肯定按照最簡單的例子進行打印了，看到的效果自然是很多文章所說的。但是如果你Block里面的任務(wù)是網(wǎng)絡(luò)請求呢？還能保證網(wǎng)絡(luò)異步任務(wù)的一致性？很顯然大部分文章壓根沒有考慮任務(wù)的異步性，而且顯示開發(fā)中大部分任務(wù)都是異步的，因此本文先從網(wǎng)上的同步任務(wù)，也就是比較簡單的案例開始介紹，最后再通過一道阿里的面試題來引出實際開發(fā)中的問題，這個題目非常有代表性。
線程同步
阿里有個面試題
使用GCD如何實現(xiàn)A，B，C三個任務(wù)并發(fā)，完成后執(zhí)行任務(wù)D？
// 異步 并發(fā)隊列 當(dāng)前線程不等待，而且任務(wù)是并發(fā)隊列，一次可以執(zhí)行多個
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
// 第一種 同步任務(wù)
NSLog(@"同步任務(wù)打印1");
// 第二種 網(wǎng)絡(luò)請求發(fā)送任務(wù) (發(fā)送這個操作是任務(wù)，而網(wǎng)絡(luò)返回的報文是不歸任務(wù)管理的，因此發(fā)送任務(wù)發(fā)送之后，任務(wù)已經(jīng)結(jié)束)
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0f * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"異步任務(wù)返回報文打印1");
});
});
可以看到異步并發(fā)任務(wù)有兩種，一種任務(wù)是同步的，一種任務(wù)是網(wǎng)絡(luò)請求，發(fā)送操作是同步的，但是請求到的結(jié)果是異步的。阿里的面試題，肯定是后者異步并發(fā)隊列里面的任務(wù)也是并發(fā)的操作，如何實現(xiàn)ABC三個網(wǎng)絡(luò)請求都回來之后->執(zhí)行D這樣的操作？
異步并發(fā)（同步任務(wù)）
同步任務(wù)很簡單，也是所有你能搜到的資料告訴你如何做到的幾個方法。
第一種GCD group
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
dispatch_group_async(group, queue, ^{
NSLog(@"同步任務(wù)A");
});
dispatch_group_async(group, queue, ^{
NSLog(@"同步任務(wù)B");
});
dispatch_group_async(group, queue, ^{
NSLog(@"同步任務(wù)C");
});
dispatch_group_notify(group, queue, ^{
NSLog(@"任務(wù)完成執(zhí)行");
});
// 2018-04-18 10:18:52.950271+0800 GCD[2283:78081] 同步任務(wù)B
// 2018-04-18 10:18:52.950271+0800 GCD[2283:78082] 同步任務(wù)C
// 2018-04-18 10:18:52.950273+0800 GCD[2283:78083] 同步任務(wù)A
// 2018-04-18 10:18:52.950424+0800 GCD[2283:78082] 任務(wù)完成執(zhí)行
// 2018-04-18 10:19:30.821003+0800 GCD[2315:79354] 同步任務(wù)B
// 2018-04-18 10:19:30.821003+0800 GCD[2315:79355] 同步任務(wù)A
// 2018-04-18 10:19:30.821003+0800 GCD[2315:79370] 同步任務(wù)C
// 2018-04-18 10:19:30.821145+0800 GCD[2315:79355] 任務(wù)完成執(zhí)行
可以看到，異步線程，并發(fā)隊列里面，三個任務(wù)可以同時執(zhí)行，因此打印順序隨機。但是由于打印的任務(wù)，這個打印的動作是同步的，沒有再開線程有其他進一步的異步操作，所以你看起來好像沒什么問題。
第二種 dispatch_barrier_async
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(0, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"任務(wù)A");
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"任務(wù)B");
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"任務(wù)C");
});
dispatch_barrier_async(queue, ^{
NSLog(@"阻塞自定義并發(fā)隊列");
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"任務(wù)D");
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"任務(wù)E");
});
注意，這里用到的dispatch_barrier_async如果使用的隊列是dispatch_global_queue，那么就等同意dispatch_async，起不到阻塞的作用。我們需要自己創(chuàng)建并發(fā)隊列，然后再執(zhí)行barrier函數(shù)，前面ABC三個任務(wù)隨機，后面DE隨機，但是DE的執(zhí)行必須是等待ABC任務(wù)執(zhí)行完的。
第三種 NSOperation
NSBlockOperation *operatioon1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"任務(wù)A");
}];
NSBlockOperation *operatioon2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"任務(wù)B");
}];
NSBlockOperation *operatioon3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"任務(wù)C");
}];
NSBlockOperation *operatioon4 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
NSLog(@"任務(wù)D");
}];
[operatioon4 addDependency:operatioon1];
[operatioon4 addDependency:operatioon2];
[operatioon4 addDependency:operatioon3];
NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];
[queue addOperations:@[operatioon1,operatioon2,operatioon3,operatioon4] waitUntilFinished:YES];
NSLog(@"完成之后的操作");
通過任務(wù)之間的依賴關(guān)系執(zhí)行，最后的參數(shù)YES的時候是會阻塞當(dāng)前線程，執(zhí)行完之后再往后執(zhí)行，NO的話就不阻塞
可以看到，上面的都是異步并發(fā)操作，而里面的任務(wù)是同步的，這里的任務(wù)指的是Block里面的所有操作，但是如果Block里面的操作是網(wǎng)絡(luò)請求，也是異步的，那上面的做法就會有問題了，看如下代碼
錯誤例子
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
dispatch_group_async(group, queue, ^{
NSLog(@"同步任務(wù)A");
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0f * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"網(wǎng)絡(luò)異步任務(wù)AA");
});
});
dispatch_group_async(group, queue, ^{
NSLog(@"同步任務(wù)B");
});
dispatch_group_async(group, queue, ^{
NSLog(@"同步任務(wù)C");
});
dispatch_group_notify(group, queue, ^{
NSLog(@"任務(wù)完成執(zhí)行");
});
// 2018-04-18 10:53:16.294263+0800 GCD[3287:115681] 同步任務(wù)B
// 2018-04-18 10:53:16.294263+0800 GCD[3287:115679] 同步任務(wù)C
// 2018-04-18 10:53:16.294263+0800 GCD[3287:115699] 同步任務(wù)A
// 2018-04-18 10:53:16.294430+0800 GCD[3287:115699] 任務(wù)完成執(zhí)行
// 2018-04-18 10:53:18.294592+0800 GCD[3287:115646] 網(wǎng)絡(luò)異步任務(wù)AA
用dispatch_after來模擬網(wǎng)絡(luò)請求，可以看到，同步任務(wù)ABC->D這些操作還是正確的，但是里面有個模擬網(wǎng)絡(luò)請求的任務(wù)，就不會按我們所想的順序執(zhí)行了。為什么呢？很簡單，首先都是異步的，子線程操作，而且是并發(fā)隊列，那么任務(wù)可以多個一起，如果任務(wù)是單純的打印，即同步任務(wù)，那么就能完成我們的預(yù)期，如果Block任務(wù)里面還嵌套異步任務(wù)，因為并發(fā)隊列里面的任務(wù)，只是負責(zé)打印和發(fā)送請求的操作，異步回調(diào)數(shù)據(jù)是不歸隊列管的，任務(wù)的執(zhí)行完畢，只是Block代碼塊代碼執(zhí)行完，如果里面還包含異步任務(wù)，這里就需要通過信號量dispatch_semaphore來實現(xiàn)了。
下面就來實現(xiàn)如果并發(fā)隊列里面的任務(wù)是網(wǎng)絡(luò)請求，如何等ABC三個網(wǎng)絡(luò)請求回調(diào)之后，再執(zhí)行D？
先來介紹下Dispatch_semaphore的使用
dispatch_semaphore是GCD用來同步的一種方式，與他相關(guān)的共有三個函數(shù)，分別是dispatch_semaphore_create，dispatch_semaphore_signal，dispatch_semaphore_wait，信號量1的時候一般都當(dāng)做鎖來看待。
異步并發(fā)（模擬網(wǎng)絡(luò)異步任務(wù)）
子線程同時執(zhí)行ABC三個同步任務(wù)、全部執(zhí)行完成再在子線程執(zhí)行三個同步任務(wù)D。
說隊列組/依賴基本可以確定了解GCD/NSOpertion。但是比較麻煩、用線程柵欄dispatch_barrier的話會更簡便一些
這個就是上面的同步介紹面試題
上一題中的ABC三個任務(wù)改成異步任務(wù)(如AFN網(wǎng)絡(luò)請求)、全部回調(diào)成功后進行數(shù)據(jù)整合。
如果只說隊列/任務(wù)組肯定不行。因為網(wǎng)絡(luò)請求本身是異步的、任務(wù)會立即完成、但數(shù)據(jù)還沒有回來。
最好的就是在隊列組的前提下。把異步的網(wǎng)絡(luò)請求轉(zhuǎn)化為同步、以捕獲正確的完成時機。
具體操作需要使用信號量。
這里有個帖子有介紹這個，但是沒有具體Demo，下面看看如何組合信號量實現(xiàn)的
第一種 dispatch_group + semaphore
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
dispatch_group_async(group, queue, ^{
NSLog(@"同步任務(wù)A");
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0f * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"網(wǎng)絡(luò)異步任務(wù)一");
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
});
dispatch_group_async(group, queue, ^{
NSLog(@"同步任務(wù)B");
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(0.8f * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"網(wǎng)絡(luò)異步任務(wù)二");
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
});
dispatch_group_async(group, queue, ^{
NSLog(@"同步任務(wù)C");
});
dispatch_group_async(group, queue, ^{
NSLog(@"同步任務(wù)D");
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3.5f * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"網(wǎng)絡(luò)異步任務(wù)四");
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
});
dispatch_group_notify(group, queue, ^{
NSLog(@"任務(wù)完成執(zhí)行");
});
分析如下：
異步并發(fā)隊列，里面添加了四個任務(wù)，任務(wù)AB有網(wǎng)絡(luò)請求，C同步任務(wù)打印，D也有網(wǎng)絡(luò)請求，如何在ABCD四個任務(wù)完成，而且網(wǎng)絡(luò)請求也完成之后執(zhí)行之后的操作？
可以看到，Block整個就是一個任務(wù)，如果沒有dispatch_semaphore_wait，帶有網(wǎng)絡(luò)請求的任務(wù)，因為網(wǎng)絡(luò)請求本身是異步的、任務(wù)會立即完成、但數(shù)據(jù)還沒有回來。，因為發(fā)送網(wǎng)絡(luò)請求，就已經(jīng)把Block的任務(wù)完成了，異步回來的操作已經(jīng)不屬于并發(fā)隊列里面的管理的任務(wù)了。就和上面的錯誤例子一樣，完成任務(wù)的執(zhí)行，和請求回調(diào)沒有任何順序關(guān)系了。那么如果我們在Block里面加了dispatch_semaphore_wait，什么意思呢？如果信號量為0的時候，那么就會一直在這里等待?？梢岳斫鉃橐婚_始發(fā)送網(wǎng)絡(luò)請求出去，這個時候執(zhí)行到wait函數(shù)，信號量為0，等待，隊列任務(wù)沒有執(zhí)行完，只有當(dāng)請求回來的時候調(diào)用singnal的時候，信號+1，wait的函數(shù)隨機獲取到信號，放開任務(wù)，執(zhí)行完畢一個，剩下的沒有獲取到的信號繼續(xù)等待，那么就會按我們的，執(zhí)行完一個網(wǎng)絡(luò)請求，信號+1，釋放一個wait，執(zhí)行完一個Block任務(wù)，那么，當(dāng)所有的網(wǎng)絡(luò)請求執(zhí)行完，所有的wait都被釋放，任務(wù)都完成了，才會通知Group調(diào)用完成。
第二種 dispatch_group_enter 和 dispatch_group_leave
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
dispatch_group_enter(group);
dispatch_group_async(group, queue, ^{
NSLog(@"同步任務(wù)A");
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0f * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"網(wǎng)絡(luò)異步任務(wù)一");
dispatch_group_leave(group);
});
});
dispatch_group_enter(group);
dispatch_group_async(group, queue, ^{
NSLog(@"同步任務(wù)B");
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(0.8f * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"網(wǎng)絡(luò)異步任務(wù)二");
dispatch_group_leave(group);
});
});
dispatch_group_enter(group);
dispatch_group_async(group, queue, ^{
NSLog(@"同步任務(wù)C");
dispatch_group_leave(group);
});
dispatch_group_enter(group);
dispatch_group_async(group, queue, ^{
NSLog(@"同步任務(wù)D");
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(3.5f * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"網(wǎng)絡(luò)異步任務(wù)四");
dispatch_group_leave(group);
});
});
dispatch_group_notify(group, queue, ^{
NSLog(@"任務(wù)完成執(zhí)行");
});
這種方法也是我之前項目中用的，也能實現(xiàn)上面的執(zhí)行順序。
ABCD異步順序隨機，無論任務(wù)是否有異步，都會等任務(wù)執(zhí)行完（包括網(wǎng)絡(luò)請求）再執(zhí)行任務(wù)完成
異步串行（同步任務(wù)）
這個沒什么好說的，同步任務(wù)，在串行隊列，肯定順序執(zhí)行
異步串行（異步任務(wù)）
但是如果串行隊列里面的任務(wù)是網(wǎng)絡(luò)請求如何，再讓等網(wǎng)絡(luò)請求回調(diào)之后也順序執(zhí)行？
看代碼 不做處理
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(0, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"執(zhí)行任務(wù)一");
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0f * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"網(wǎng)絡(luò)任務(wù)一");
});
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"執(zhí)行任務(wù)二");
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(0.6 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"網(wǎng)絡(luò)任務(wù)二");
});
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"執(zhí)行任務(wù)三");
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"執(zhí)行完成");
});
2018-04-18 12:11:04.956900+0800 GCD[4889:182340] 執(zhí)行任務(wù)一
2018-04-18 12:11:04.957076+0800 GCD[4889:182340] 執(zhí)行任務(wù)二
2018-04-18 12:11:04.957183+0800 GCD[4889:182340] 執(zhí)行任務(wù)三
2018-04-18 12:11:04.957290+0800 GCD[4889:182340] 執(zhí)行完成
2018-04-18 12:11:05.557397+0800 GCD[4889:182291] 網(wǎng)絡(luò)任務(wù)二
2018-04-18 12:11:07.156658+0800 GCD[4889:182291] 網(wǎng)絡(luò)任務(wù)一
可以看到串行隊列任務(wù)執(zhí)行是順序的，但是異步網(wǎng)絡(luò)請求回調(diào)是不按順序的。下面我們用dispatch_semaphore處理下
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create(0, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_async(queue, ^{
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
NSLog(@"執(zhí)行任務(wù)一");
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(2.0f * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"網(wǎng)絡(luò)任務(wù)一");
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});
});
dispatch_async(queue, ^{
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
NSLog(@"執(zhí)行任務(wù)二");
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(0.6 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"網(wǎng)絡(luò)任務(wù)二");
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});
});
dispatch_async(queue, ^{
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
NSLog(@"執(zhí)行任務(wù)三");
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});
dispatch_async(queue, ^{
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
NSLog(@"執(zhí)行完成");
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});
2018-04-18 13:54:20.412918+0800 GCD[6841:262952] 執(zhí)行任務(wù)一
2018-04-18 13:54:22.413131+0800 GCD[6841:262916] 網(wǎng)絡(luò)任務(wù)一
2018-04-18 13:54:22.413369+0800 GCD[6841:262952] 執(zhí)行任務(wù)二
2018-04-18 13:54:23.073214+0800 GCD[6841:262916] 網(wǎng)絡(luò)任務(wù)二
2018-04-18 13:54:23.073512+0800 GCD[6841:262952] 執(zhí)行任務(wù)三
2018-04-18 13:54:23.073697+0800 GCD[6841:262952] 執(zhí)行完成
當(dāng)異步串行隊列，而且任務(wù)有網(wǎng)絡(luò)異步請求，我們需要用信號量，每次開放一個任務(wù)，當(dāng)一個任務(wù)無論是同步還是異步，都是操作完之后再把信號量+1，然后下一個任務(wù)才會解鎖。這里的信號量可以當(dāng)做鎖來理解。
總結(jié)
異步并發(fā)執(zhí)行同步任務(wù)，可以用dispatch_group,dispatch_barrier和NSOperation的依賴
異步串行執(zhí)行同步任務(wù)，默認就是順序執(zhí)行
異步并發(fā)執(zhí)行異步任務(wù)，可以用dispatch_group+semaphore 初始化信號為0，執(zhí)行完一個異步通過singnal釋放一個wait任務(wù)
或者用disaptch_group_enter 和 dispatch_group_leave
異步串行執(zhí)行異步任務(wù)，可以用dispatch_semaphore 初始化信號為1，順序執(zhí)行任務(wù)，每個任務(wù)都加鎖，執(zhí)行任務(wù)消耗鎖，順延任務(wù)等待，執(zhí)行完一個任務(wù)，singnal，然后下一個任務(wù)開鎖順序執(zhí)行
如果多個任務(wù)網(wǎng)絡(luò)請求，NSOperation我感覺無法實現(xiàn) 多網(wǎng)絡(luò)任務(wù)執(zhí)行完之后再最終統(tǒng)一執(zhí)行某一個人任務(wù)。這個時候只有用dispatch_group + semaphore來實現(xiàn)
延伸閱讀：
