一篇专题让你秒懂GCD死锁问题!

故事背景:

GCD的死锁问题,一直是在使用多线程的时候,一个比较绕也必需要注意的问题,今天在工做中咱们几个同事又讨论到了这个话题,经过和大伙的交流,发现很多的同事仍是有绕不明白的地方, 我就想到,要不我来写一个关于GCD死锁的专题好了,因而就有了这篇关于GCD死锁的专题: (下方的理解,仅限于我我的的理解,有不妥的地方,望你们斧正!)

若是您有任何意见或建议也能够经过邮件或微博联系我

环境信息:

Mac OS X 10.11.3 Xcode 7.2 iOS 9.2

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阐述:

####1. 什么是GCD ? GCD，全称 Grand Central Dispatch。可翻译为”牛逼的中枢调度器”。它是纯C语言的，提供了很是多强大的函数。 Grand是宏伟的、极重要的意思。

GCD是提供了功能强大的任务和队列控制功能，相比于NSOperation更加底层，虽然现象苹果极力的推荐使用NSOperation来解决多线程问题, 可是,就目前市场上大部分企业的iOS开发团队而言, GCD仍然仍是大头, NSOperation也只会逐步的来替代GCD, 所以在开线程的时候,若是不注意也会致使一些问题, 好比死锁。 ####2.什么是GCD死锁 ? 所谓死锁，一般指有两个线程A和B都卡住了，A在等B ,B在等A,相互等待对方完成某些操做。A不能完成是由于它在等待B完成。但B也不能完成，由于它在等待A完成。因而你们都完不成，就致使了死锁（DeadLock）。

对于部分新手来讲, 可能认为GCD死锁是很高端的操做系统层面的问题，离我很远，通常不会赶上。其实这种想法是很是错误的，由于只要简单三行代码（若是愿意，甚至写在一行就能够）就能够人为创造出死锁的状况,如:

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^(void){
            NSLog(@"这里死锁了");
        });
    }
    return 0;
}

3. 要理解GCD死锁,必须先理解GCD的几个概念:

&3.1串行与并行

**串行和并行都是相对于队列而言的 **  -队列（负责调度任务）    -串行队列：一个接一个的调度任务    -并发队列：能够同时调度多个任务

在使用GCD的时候，咱们会把须要处理的任务放到Block中，而后将任务追加到相应的队列里面，这个队列，叫作Dispatch Queue。 队列通常存在于两种Dispatch Queue， 一种是要等待上一个执行完，再执行下一个的Serial Dispatch Queue，这叫作串行队列； 另外一种，则是不须要上一个执行完，就能执行下一个的Concurrent Dispatch Queue，叫作并行队列。 这两种，均遵循FIFO原则,也就是先进先出原则。

举一个简单的例子，在三个任务中输出一、二、3，
串行队列输出是有序的一、二、3，
可是并行队列的前后顺序就不必定了。

那么，并行队列又是怎么在执行呢？ 并行队列虽然能够同时多个任务的处理，可是并行队列的处理量，仍是要根据当前系统状态来。若是当前系统状态最多处理2个任务，那么一、2会排在前面，3何时操做，就看1或者2谁先完成，而后3接在后面。 串行和并行就简单说到这里，关于它们的技术点其实还有不少，能够自行了解。

&3.2 同步与异步

串行与并行针对的是队列，而同步与异步，针对的则是线程。 最大的区别在于，同步线程要阻塞当前线程，必需要等待同步线程中的任务执行完，返回之后，才能继续执行下一任务；而异步线程则是不用等待。 仅凭这几句话仍是很难理解，因此能够多准备几个案例，边分析边理解。

&3.3 GCD API

GCD API不少，这里仅介绍本文用到的。 1. 系统标准提供的两个队列

// 全局队列，一个特殊的并行队列
dispatch_get_global_queue
// 主队列，在主线程中运行，由于主线程只有一个，因此这是一个特殊的串行队列
dispatch_get_main_queue

2. 除此以外，还能够本身生成队列

// 从DISPATCH_QUEUE_SERIAL看出，这是串行队列
dispatch_queue_create("com.demo.serialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL)
// 同理，这是一个并行队列
dispatch_queue_create("com.demo.concurrentQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT)
 ```
3. 同步与异步线程的建立：

dispatch_sync(..., ^(block)) // 同步线程 dispatch_async(..., ^(block)) // 异步线程

##案例与分析

假设你已经基本了解了上面提到的知识，接下来进入案例讲解阶段。

#### 案例一： 当同步遇到了串行

NSLog(@"1"); // 任务1 dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{     NSLog(@"2"); // 任务2 }); NSLog(@"3"); // 任务3

控制台输出结果:

1

分析：
- dispatch_sync表示是一个同步线程；
- dispatch_get_main_queue表示运行在主线程中的主队列；
- 任务2是同步线程的任务。
- 任务3须要等待任务2结束以后再执行.

首先执行任务1，这是确定没问题的，只是接下来，程序遇到了同步线程，那么它会进入等待，等待任务2执行完，而后执行任务3。但这是主队列，是一个特殊的串行队列,有任务来，固然会将任务加到队尾，而后遵循FIFO原则执行任务。那么，如今任务2就会被加到最后，任务3排在了任务2前面，问题来了：
> 任务3要等任务2执行完才能执行，任务2又排在任务3后面，意味着任务2要在任务3执行完才能执行，因此他们进入了互相等待的局面。【既然这样，那干脆就卡在这里吧】这就是死锁。


![案例1分析:](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/1483059-82244285841f9e60.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

#### 案例二：当同步遇到了并行

NSLog(@"1"); // 任务1 dispatch_sync(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{     NSLog(@"2"); // 任务2 }); NSLog(@"3"); // 任务3

控制台输出结果为:

1 2 3

分析：
首先执行任务1，接下来会遇到一个同步线程，程序会进入等待。等待任务2执行完成之后，才能继续执行任务3。从dispatch_get_global_queue能够看出，任务2被加入到了全局的并行队列中，当并行队列执行完任务2之后，返回到主队列，继续执行任务3。

![案例2分析:](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/1483059-08e2e54c5eb4dcdb.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

#### 案例三： 我们来点复杂一些的: 同步异步都有

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.demo.serialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL); NSLog(@"1"); // 任务1 dispatch_async(queue, ^{     NSLog(@"2"); // 任务2     dispatch_sync(queue, ^{           NSLog(@"3"); // 任务3     });     NSLog(@"4"); // 任务4 }); NSLog(@"5"); // 任务5

控制台输出结果:

1 5 2 // 2 和 5 的顺序不必定 , 3, 4, 没有输出

分析：
这个案例没有使用系统提供的串行或并行队列，而是本身经过dispatch_queue_create函数建立了一个DISPATCH_QUEUE_SERIAL的串行队列。
 1.执行任务1；
2.遇到异步线程，将【任务二、同步线程、任务4】加入串行队列中。由于是异步线程，因此在主线程中的任务5没必要等待异步线程中的全部任务完成；
3.由于任务5没必要等待，因此2和5的输出顺序不能肯定；
4.任务2执行完之后，遇到同步线程，这时，将任务3加入串行队列；
5.又由于任务4比任务3早加入**串行队列**，因此，任务3要等待任务4完成之后，才能执行。可是任务3所在的同步线程会阻塞，因此任务4必须等任务3执行完之后再执行。这就又陷入了无限的等待中，形成死锁。


![案例3分析:](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/1483059-6ed3ef17c4c48db1.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

#### 案例四：异步遇到同步回主线程

NSLog(@"1"); // 任务1 dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{     NSLog(@"2"); // 任务2     dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{         NSLog(@"3"); // 任务3     });     NSLog(@"4"); // 任务4 }); NSLog(@"5"); // 任务5

控制台输出结果:

1 2 5 4 3 // 2 和 5 顺序不必定

分析： 
这个案例,我相信你们都熟悉,没错,这就是典型的异步加载数据,回调主线程更新UI那个案例;

首先，将【任务一、异步线程、任务5】加入Main Queue中，异步线程中的任务是：【任务二、同步线程、任务4】。

因此，先执行任务1，而后将异步线程中的任务加入到Global Queue中，由于异步线程，因此任务5不用等待，结果就是2和5的输出顺序不必定。

而后再看异步线程中的任务执行顺序。任务2执行完之后，遇到同步线程。将同步线程中的任务又回调加入到Main Queue中，这时加入的任务3在任务5的后面。

当任务3执行完之后，没有了阻塞，程序继续执行任务4。

从以上的分析来看，获得的几个结果：1最早执行；2和5顺序不必定；4必定在3后面。

![案例4分析:](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/1483059-38da3d2425abecb7.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

#### 案例五： 当咱们典型案例4,遇到了主线程上出现无限循环的时候

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{     NSLog(@"1"); // 任务1     dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{         NSLog(@"2"); // 任务2     });     NSLog(@"3"); // 任务3 }); NSLog(@"4"); // 任务4 while (1) { } NSLog(@"5"); // 任务5

打印台输出结果:

1 4 // 1 和 4 顺序不必定

分析：

和上面几个案例的分析相似，先来看看都有哪些任务加入了Main Queue：【异步线程、任务四、死循环、任务5】。

在加入到Global Queue异步线程中的任务有：【任务一、同步线程、任务3】。

第一个就是异步线程，任务4不用等待，因此结果任务1和任务4顺序不必定。

任务4完成后，程序进入死循环，Main Queue阻塞。可是加入到Global Queue的异步线程不受影响，继续执行任务1后面的同步线程。

同步线程中，将任务2加入到了主线程，而且，任务3等待任务2完成之后才能执行。这时的主线程，已经被死循环阻塞了。因此任务2没法执行，固然任务3也没法执行，在死循环后的任务5也不会执行。

最终，只能获得1和4顺序不定的结果。


![案例5分析:](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/1483059-9aa3a3ada8c09624.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

**GCD死锁问题,咱们就暂时讨论到这里,上面列举的5各案例,基本已经归纳了GCD遇到的绝大多数状况了,之后有遇到其余状况的时候,再来补充,**