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iOS開發(fā)中經(jīng)常要使用到多線程，在面試的時候也是經(jīng)常問到，比較常見的面試題有下面這些：

iOS的多線程方案有哪幾種？你更傾向于哪一種？
GCD的隊列類型。
說一下OperationQueue和GCD的區(qū)別，以及各自的優(yōu)勢。
線程安全的處理手段有哪些？
OC你了解的鎖有哪些？在此基礎(chǔ)上進行二次提問“
1.自旋和互斥對比
2.使用以上鎖需要注意哪些？
3.用C/OC/C++，任選其一，實現(xiàn)自旋或互斥。
下面就帶著這些問題，來總結(jié)一下多線程的相關(guān)問題。

iOS中的常見多線程方案

技術(shù)方案	簡介	語言	線程聲明周期	使用頻率
pthread	一套通用的多線程API，適用于Unix\Linux\windows等系統(tǒng)，跨平臺，可移植，使用難度大	C	程序員管理	幾乎不用
NSThread	使用更加面向?qū)ο?，簡單易用，可直接操作線程對象	OC	程序員管理	偶爾使用
GCD	旨在替代NSThread等線程技術(shù)，充分利用設(shè)備的多核	C	自動管理	經(jīng)常使用
NSOperation	基于GCD，比GCD多了一些更簡單實用的功能，使用更加面向?qū)ο?/td>	OC	自動管理	經(jīng)常使用

GCD基礎(chǔ)回顧

GCD中有兩個用來執(zhí)行任務(wù)的函數(shù)：

用同步的方式執(zhí)行任務(wù)
即在當前線程中去做事情

dispatch_sync(dispatch_queue_t  _Nonnull queue, ^{})

用異步的方式執(zhí)行任務(wù)
即另外開線程去做事情

dispatch_async(dispatch_queue_t  _Nonnull queue, ^{})

并發(fā)隊列：
可以讓多個任務(wù)同時執(zhí)行(自動開啟多個線程同時執(zhí)行任務(wù))
并發(fā)功能只有在異步函數(shù)下才有效
串行隊列：
讓任務(wù)一個接著一個的執(zhí)行(只會開啟一條線程，一個任務(wù)執(zhí)行完畢后，再執(zhí)行下一個任務(wù))

同步，異步，串行，并行

同步和異步的主要影響：能不能開啟新的線程
同步：在當前線程中執(zhí)行任務(wù)，不具備開啟新線程的能力
異步：在新的線程中執(zhí)行任務(wù)。具備開啟新線程的能力
并發(fā)和和串行的主要影響：任務(wù)的執(zhí)行方法
并發(fā)：多個任務(wù)同時執(zhí)行(會開啟多條線程)
串行：一個任務(wù)執(zhí)行完畢后，再執(zhí)行下一個任務(wù)(只會開啟一個線程)

下面是各種隊列的執(zhí)行效果：

	并發(fā)隊列	手動創(chuàng)建的串行隊列	主隊列
同步(sync)	沒有開啟新線程，串行執(zhí)行任務(wù)	沒有開啟新線程，串行執(zhí)行任務(wù)	沒有開啟新線程，串行執(zhí)行任務(wù)
異步(async)	有開啟新線程，并發(fā)執(zhí)行任務(wù)	有開啟新線程，串行執(zhí)行任務(wù)	沒有開啟新線程，串行執(zhí)行任務(wù)

GCD中死鎖的問題

面試題一：以下代碼在主線程中執(zhí)行，是否會產(chǎn)生死鎖？

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    //問題：以下代碼在主線程中執(zhí)行，會不會產(chǎn)生死鎖？
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    dispatch_sync(queue, ^{
        NSLog(@"執(zhí)行任務(wù)2");
    });
    
    NSLog(@"執(zhí)行任務(wù)3");
}

我們運行代碼，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了崩潰，說明產(chǎn)生了死鎖。下面來分析一下為什么會產(chǎn)生死鎖：
我們知道，dispatch_sync()是同步執(zhí)行，不會開辟新線程，并且要dispatch_sync()的block執(zhí)行完了才會繼續(xù)往下執(zhí)行，所以任務(wù)2是加入到了主隊列中。主隊列是串行隊列，，所以會串行執(zhí)行加入其中的任務(wù)，等一個任務(wù)執(zhí)行完了再執(zhí)行另外一個，在任務(wù)2加入主隊列之前，viewDidLoad這個大任務(wù)已經(jīng)加入了主隊列，所以任務(wù)2要等ViewDIdLoad執(zhí)行完，才會執(zhí)行任務(wù)2，也就是等到任務(wù)3執(zhí)行完，才會執(zhí)行任務(wù)2，但是由于任務(wù)3在任務(wù)2后面，所以要等到任務(wù)2執(zhí)行完了，才執(zhí)行任務(wù)3。這樣就造成了任務(wù)2等任務(wù)3，任務(wù)3等任務(wù)2，造成死鎖。
面試題二：以下代碼是否會發(fā)生死鎖：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    //問題：以下代碼在主線程中執(zhí)行，會不會產(chǎn)生死鎖？
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"執(zhí)行任務(wù)2");
    });
    
    //
    
    NSLog(@"執(zhí)行任務(wù)3");
}

運行程序，發(fā)現(xiàn)程序并沒有崩潰，并且產(chǎn)生打印：

2018-09-25 21:02:04.155692+0800 TEST[2610:87716] 執(zhí)行任務(wù)3
2018-09-25 21:02:04.168868+0800 TEST[2610:87716] 執(zhí)行任務(wù)2

為什么把同步改成異步，就不死鎖了呢？我們分析一下，由于隊列是主隊列，一定是把任務(wù)2加到主隊列中，并且在此之前viewDidLoad的任務(wù)已經(jīng)加入到了主隊列中，所以要viewDidLoad執(zhí)行完了才能執(zhí)行任務(wù)2，由于dispatch_async()是異步執(zhí)行，所以不用等到任務(wù)2執(zhí)行完了再執(zhí)行任務(wù)3，可以直接執(zhí)行任務(wù)3，任務(wù)3執(zhí)行完了，viewDidLoad也就執(zhí)行完了，也就可以執(zhí)行任務(wù)2了，所以打印的結(jié)果一定是先執(zhí)行任務(wù)3再執(zhí)行任務(wù)2。
面試題3：以下代碼是否會發(fā)生死鎖：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    //問題：以下代碼在主線程中執(zhí)行，會不會產(chǎn)生死鎖？
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("myQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_async(queue, ^{//1
        NSLog(@"執(zhí)行任務(wù)2");
        
        dispatch_sync(queue, ^{
            NSLog(@"執(zhí)行任務(wù)3");
        });
        
        NSLog(@"執(zhí)行任務(wù)4");
    });
    
        NSLog(@"執(zhí)行任務(wù)3");
}

運行代碼，發(fā)現(xiàn)在dispatch_sync這里產(chǎn)生了崩潰，打印結(jié)果如下：

2018-09-25 21:15:47.637042+0800 TEST[2816:95982] 執(zhí)行任務(wù)3
2018-09-25 21:15:47.637048+0800 TEST[2816:96030] 執(zhí)行任務(wù)2

下面分析一下為什么會產(chǎn)生死鎖：
dispatch_async是異步執(zhí)行，所以先打印了執(zhí)行任務(wù)3，然后把1這個block加入了串行隊列中，這時串行隊列中有1這個block，然后又向串行隊列中加入了任務(wù)3，任務(wù)3需要同步執(zhí)行，所以任務(wù)3執(zhí)行完了才會執(zhí)行任務(wù)4，由于串行隊列中1這個block排在任務(wù)3前面，所以要1這個block完成才會執(zhí)行任務(wù)3，也就是要任務(wù)4執(zhí)行完了才會執(zhí)行任務(wù)3，而任務(wù)4又要等到任務(wù)3執(zhí)行完成，這樣互相等待，造成死鎖。

總結(jié)

造成死鎖的條件1是同步，2是往當前的串行隊列中添加事件。

直接獲取全局隊列和手動創(chuàng)建隊列的關(guān)系

看下面一段代碼：

    dispatch_queue_t queue1 = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    dispatch_queue_t queue2 = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    dispatch_queue_t queue3 = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0);
    dispatch_queue_t queue4 = dispatch_queue_create("muqueue1", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_queue_t queue5 = dispatch_queue_create("muqueue1", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    
    NSLog(@"%p, %p, %p, %p, %p", queue1, queue2, queue3, queue4, queue5);

打印結(jié)果：

0x1062e2500, 0x1062e2500, 0x1062e2680, 0x600000146bf0, 0x600000146ca0

queue1，queue2，queue3是直接獲取的全局隊列，從打印結(jié)果可以看出，如果優(yōu)先級相同，則獲取的是同一個隊列，如果優(yōu)先級不同，則獲取的是不同的隊列。queue4，queue5是手動創(chuàng)建的隊列，即便它們的identifier相同，但是仍然創(chuàng)建了不同的隊列。

面試題

面試題一：問下列代碼的打印結(jié)果：

    dispatch_queue_t queue1 = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

    dispatch_async(queue1, ^{
        NSLog(@"1");
        [self performSelector:@selector(test) withObject:nil afterDelay:.0];
        NSLog(@"3");
    });

- (void)test{
    
    NSLog(@"2");
}

我們先看一下打印結(jié)果：

1
3

很奇怪，2壓根就沒有打印，也就是壓根就沒有執(zhí)行test方法，這是為什么呢？
我們把

[self performSelector:@selector(test) withObject:nil afterDelay:.0];

改成

[self performSelector:@selector(test) withObject:nil];

看看打印結(jié)果：

1
2
3

說明這樣是能成功執(zhí)行test函數(shù)的，我們在runtime中找一下- (id)performSelector:(SEL)aSelector withObject:(id)object;的源碼：

- (id)performSelector:(SEL)sel withObject:(id)obj {
    if (!sel) [self doesNotRecognizeSelector:sel];
    return ((id(*)(id, SEL, id))objc_msgSend)(self, sel, obj);
}

可以看到，就是簡單的調(diào)用objc_msgSend()。但是在runtime的源碼中卻沒有找到- (void)performSelector:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)anArgument afterDelay:(NSTimeInterval)delay;的實現(xiàn)。

我們再修改一下代碼，讓其直接在主線程中執(zhí)行：

        NSLog(@"1");
        [self performSelector:@selector(test) withObject:nil afterDelay:.0];
        NSLog(@"3");

打印結(jié)果：

1
2
3

那么就有理由猜測NSLog(@"1"); [self performSelector:@selector(test) withObject:nil afterDelay:.0]; NSLog(@"3");的執(zhí)行和線程有關(guān)。
[self performSelector:@selector(test) withObject:nil afterDelay:.0];這句代碼的本質(zhì)是往runloop中去添加一個NSTimer，由于主線程中有runloop，所以可以正常執(zhí)行，但是在子線程中默認是沒有啟動runloop的，所以NSTimer也就沒有辦法成功執(zhí)行。

我們可以啟動子線程中的runloop試一下：

    dispatch_queue_t queue1 = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);

    dispatch_async(queue1, ^{
        NSLog(@"1");
        [self performSelector:@selector(test) withObject:nil afterDelay:.0];
        NSLog(@"3");
        
        [[NSRunLoop currentRunLoop] addPort:[[NSPort alloc] init] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
        [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
    });

打印結(jié)果：

1
3
2

GNUstep

Foundation框架是不開源的，所以我們想看其中的源碼是看不到的。GNUstep是GNU計劃的項目之一，它將Cocoa的OC庫重新開源實現(xiàn)了一遍，雖然它不是蘋果官方的完整實現(xiàn)，但是和官方的實現(xiàn)十分接近，區(qū)別不大，在學習的時候我們可以用來作為參考。
源碼地址：http://www.gnustep.org/resources/downloads.php

我們下載了GNUstep的代碼后，打開找到Foundation文件夾，在這個文件夾下找到NSRunLoop.m這個文件，在這個文件中找到- (void) performSelector: (SEL)aSelector withObject: (id)argument afterDelay: (NSTimeInterval)seconds這個方法的實現(xiàn)：

- (void) performSelector: (SEL)aSelector
          withObject: (id)argument
          afterDelay: (NSTimeInterval)seconds
{
  NSRunLoop     *loop = [NSRunLoop currentRunLoop];
  GSTimedPerformer  *item;

  item = [[GSTimedPerformer alloc] initWithSelector: aSelector
                         target: self
                       argument: argument
                          delay: seconds];
  [[loop _timedPerformers] addObject: item];
  RELEASE(item);
  [loop addTimer: item->timer forMode: NSDefaultRunLoopMode];
}

GCD隊列組

思考：如何用gcd實現(xiàn)以下功能：
異步并發(fā)執(zhí)行任務(wù)1，任務(wù)2
等任務(wù)1，任務(wù)2都執(zhí)行完畢后，再回到主線程執(zhí)行任務(wù)3
我們可以用dispatch_group_t和dispatch_group_notify來完成這個功能：

    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("myQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            NSLog(@"任務(wù)1-%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
    
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            NSLog(@"任務(wù)2-%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
    
    dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            NSLog(@"任務(wù)3-%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });

如果需要在任務(wù)1和任務(wù)2完成之后再完成任務(wù)3，任務(wù)4，可以這樣：

    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("myQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            NSLog(@"任務(wù)1-%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
    
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            NSLog(@"任務(wù)2-%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
    
    dispatch_group_notify(group, queue, ^{
        
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            NSLog(@"任務(wù)3-%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });
    
    dispatch_group_notify(group, queue, ^{
        
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            NSLog(@"任務(wù)4-%@", [NSThread currentThread]);
        }
    });

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iOS源碼解析：多線程<一>

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GCD基礎(chǔ)回顧

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同步，異步，串行，并行

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