深入理解Thread线程和Queue队列

思考一段代码

我们先来看一段代码,猜猜一下代码的的运行结果:

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// 主队列
dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();
// 给主队列设置一个标记
dispatch_queue_set_specific(mainQueue, "key", "main", NULL);

// 定义一个block任务
dispatch_block_t log = ^{
// 判断是否是主线程
NSLog(@"main thread: %d", [NSThread isMainThread]);
// 判断是否是主队列
void *value = dispatch_get_specific("key");
NSLog(@"main queue: %d", value != NULL);
};

// 全局队列
dispatch_queue_t globalQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0);
// 异步加入全局队列里
dispatch_async(globalQueue, ^{
// 异步加入主队列里
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), log);
});

NSLog(@"before dispatch_main");
dispatch_main();
NSLog(@"after dispatch_main");

运行结果:

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2018-05-08 15:08:05.557398+0800 TestRunLoop[28206:767410] before dispatch_main
2018-05-08 15:08:05.557682+0800 TestRunLoop[28206:767462] main thread: 0 //不是主线程
2018-05-08 15:08:05.557814+0800 TestRunLoop[28206:767462] main queue: 1 //是主队列

什么情况?派发给主队列的任务不是在主线程上运行,跟我们平常用的和理解的完全不一样。

不要激动,导致这种原因最关键的是这行代码dispatch_main() ,就是这货让主队列的任务在非主线程运行。

这个方法苹果官方文档这样解释的:

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/*!
* @function dispatch_main
*
* @abstract
* Execute blocks submitted to the main queue.
* 执行提交给主队列的任务blocks
*
* @discussion
* This function "parks" the main thread and waits for blocks to be submitted
*
* to the main queue. This function never returns.
* 这个函数会阻塞主线程并且等待提交给主队列的任务blocks完成,这个函数永远不会返回
*
* Applications that call NSApplicationMain() or CFRunLoopRun() on the
* main thread do not need to call dispatch_main().
*
*/
API_AVAILABLE(macos(10.6), ios(4.0))
DISPATCH_EXPORT DISPATCH_NOTHROW DISPATCH_NORETURN
void
dispatch_main(void);

意思是这个方法会阻塞主线程,然后在其它线程中执行主队列中的任务,这个方法永远不会返回(意思会卡住主线程)

如果去掉dispatch_main()这行代码,就会正常在主线程里执行任务

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2018-05-08 15:20:16.358742+0800 TestRunLoop[28367:779939] main thread: 1 //主线程
2018-05-08 15:20:16.359066+0800 TestRunLoop[28367:779939] main queue: 1 //主队列

所以在主队列的任务通常是在主线程里执行,但是不一定,我们可以主动去执行被添加到主队列MainQueue的任务task(也就是说我们可以主动来调用添加到主线程队列的blocks)。可以使用以下任一个来实现:dispatch_main()UIApplicationMain()CFRunLoopRun()


那我们再思考一下,主线程是否可以运行非主队列的任务blocks吗?答案是可以的,比如下面的代码:

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// 同步加入全局队列里
dispatch_sync(globalQueue, ^{
// 判断是否是主线程
NSLog(@"main thread: %d", [NSThread isMainThread]);
// 判断是否是主队列
void *value = dispatch_get_specific("key");
NSLog(@"main queue: %d", value != NULL);
});

执行结果:

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2018-05-08 15:27:31.215279+0800 TestRunLoop[28442:785851] main thread: 1 // 主线程
2018-05-08 15:27:33.519456+0800 TestRunLoop[28442:785851] main queue: 0 // 全局队列

所以通过dispatch_sync()执行的block不会开辟新的线程,而是在当前的线程(即主线程)中同步执行block

runloop和queue的区别

  • runloop和queue的区别

runloopqueue各自维护着自己的一个任务队列,在runloop的每个周期里面,会检测自身的任务队列里面是否存在待执行的task并且执行。但主线程的情况比较特殊,在main runloop的每个周期,会去检测main queue是否存在待执行任务,如果存在,那么copy到自身的任务队列中执行

  • async的实现不同

在非主线程之外,runloopqueue的任务队列是互不干扰的,因此两者处理任务的机制也是完全不同的。当async任务到队列时,GCD会尝试寻找一个线程来执行任务。由于串行队列同时只能与一个线程挂钩,因此GCD会让该线程执行完已有任务后,才执行async到队列中的任务。

多线程的实现有以下几种方式

线程类型 简介 语言 线程生命周期 使用频率
pthread 一套通用的多线程API
适用于Unix\Linux\Windows\OSX等系统
跨平台\可移植
使用难度大
C 程序员管理 几乎不用
NSThread 使用更加面向对象
简单易用
* 可直接操作线程对象
OC 程序员管理 偶尔使用
GCD 旨在替代NSThread等线程技术
充分利用设备的多核
C 自动管理 经常使用
NSOperation 基于GCD(底层是GCD)
比GCD多了一些更简单实用的功能
* 使用更加面向对象
OC 自动管理 经常使用

串行与并发

类型 全局并发队列 手动创建串行队列 主队列
同步(sync) 没有开启新线程
串行执行任务
没有开启新线程
串行执行任务
没有开启新线程
串行执行任务
异步(async) 开启新线程
并发执行任务
开启新线程
串行执行任务
没有开启新线程
串行执行任务

队列和线程

参考: