iOS多线程｜从Swift看GCD栅栏函数

前言

最近在 Swift 中想用到栅栏函数，结果犯了难，怎么调用写不出来，也是稍微查了一下才知道怎么样用。就顺手总结回顾一下栅栏函数吧。

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一、 什么是栅栏函数

Dispatch Barrier

我们瞅瞅官方文档的定义：在并发调度队列中执行的任务的同步点

说人话：可以控制并发对列任务的执行顺序

1.1 常用的API

• dispatch_barrier_async
  • 前面的任务执行完才会执行这里面的
• dispatch_barrier_sync
  • 阻塞线程，前面的任务执行完才会执行这里面的，然后再执行后面的

下面我们看看实际的使用效果

二、 Swift 中该怎么写栅栏函数呢

dispatch_barrier_async / dispatch_barrier_sync 这两个 API 是用不了的。

2.1 创建并发队列

根据提示，我们先创建一个队列：

let queue = DispatchQueue.init(label: "RyukieQueue", qos: .default, attributes: .concurrent, autoreleaseFrequency: .workItem, target: nil)
复制代码

• 参数
  • label
    • 队列名字
  • qos
    • 优先级
  • attributes
    • 属性列表，可以在这里设置同步异步（添加了 .concurrent 就是并发对列，否则就是穿行队列）
  • autoreleaseFrequency
    • block 内制动释放的频率
  • target
    • 想要 block 在哪个对列执行，默认是当前对列

2.2 创建栅栏函数

通过文档发现这个API

• 参数
  • group
    • 调度组
  • qos
    • 优先级
  • flags
    • 附加属性，可以在这里设置为栅栏函数
  • work
    • block

queue.async(group: nil, qos: .default, flags: .barrier) {
    xxx
}
复制代码

三、 异步栅栏函数 + 自定义队列

let queue = DispatchQueue.init(label: "RyukieQueue", qos: .default, attributes: .concurrent, autoreleaseFrequency: .workItem, target: nil)
        
queue.async {
    print("1: \(Thread.current)")
    sleep(1)
}
// 异步栅栏函数
queue.async(group: nil, qos: .default, flags: .barrier) {
    print("barrier - async: \(Thread.current)")
    for _ in 0...100 {
        print("...")
    }
}

queue.async {
    print("2: \(Thread.current)")
}

queue.async {
    print("3: \(Thread.current)")
}

queue.async {
    print("4: \(Thread.current)")
}

print("=========: \(Thread.current)")
复制代码

这里的代码你觉得会是怎么样的执行结果呢？

输出：

1: <NSThread: 0x6000018f1040>{number = 6, name = (null)}
=========: <NSThread: 0x6000018b0800>{number = 1, name = main}
barrier - async: <NSThread: 0x6000018f1040>{number = 6, name = (null)}
...

...
...
4: <NSThread: 0x6000018f6fc0>{number = 4, name = (null)}
3: <NSThread: 0x6000018f0540>{number = 5, name = (null)}
2: <NSThread: 0x6000018f1040>{number = 6, name = (null)}
复制代码

3.1 流程分析

• 图中蓝线代表了代码执行的顺序
• 2/3/4 异步任务顺序不一定相信大家很好理解
• 队列中存在了 异步栅栏函数 它之后的任务将不会得到调度
• ====== 为队列之外的代码，所以不受 异步栅栏函数 影响，因为其他都是异步的任务，它输出位置不一定但是极大概率在 异步栅栏函数 之前执行

四、 同步栅栏函数 + 自定义队列

代码稍作调整：

let queue = DispatchQueue.init(label: "RyukieQueue", qos: .default, attributes: .concurrent, autoreleaseFrequency: .workItem, target: nil)
        
queue.async {
    print("1: \(Thread.current)")
    sleep(1)
}

// 同步栅栏函数
queue.sync(flags: .barrier) {
    print("barrier - sync: \(Thread.current)")
    for _ in 0...100 {
        print("...")
    }
}

queue.async {
    print("2: \(Thread.current)")
}

queue.async {
    print("3: \(Thread.current)")
}

queue.async {
    print("4: \(Thread.current)")
}

print("=========: \(Thread.current)")
复制代码

这里的代码你觉得会是怎么样的执行结果呢？

输出：

1: <NSThread: 0x6000038b3640>{number = 13, name = (null)}
barrier - sync: <NSThread: 0x6000038f83c0>{number = 1, name = main}
...
...
...
...

...
...
...
=========: <NSThread: 0x6000038f83c0>{number = 1, name = main}
2: <NSThread: 0x6000038b3640>{number = 13, name = (null)}
4: <NSThread: 0x6000038b3640>{number = 13, name = (null)}
3: <NSThread: 0x6000038ddb00>{number = 11, name = (null)}
复制代码

4.1 流程分析

• 图中蓝线代表了代码执行的顺序
• 同步栅栏函数 ，会阻断当前代码区间线程代码的执行
• 如图所示，只有当 同步栅栏函数 内的任务执行完成，才会继续外部后续代码
• 所以 ==== & 2/3/4 一定在 同步栅栏函数 后

五、 全局并发队列

前面有提到，栅栏函数只能在并发队列中使用，但是上面都是用到了自定义并发队列。那么全局并发队列可以用么？来验证一下吧

5.1 异步栅栏函数 + 全局并发队列

通过反复调试，发现栅栏函数失效了

2: <NSThread: 0x6000026bd280>{number = 7, name = (null)}
=========: <NSThread: 0x6000026f0180>{number = 1, name = main}
3: <NSThread: 0x6000026bc540>{number = 3, name = (null)}
1: <NSThread: 0x6000026be080>{number = 6, name = (null)}
4: <NSThread: 0x6000026f1bc0>{number = 5, name = (null)}
barrier - async: <NSThread: 0x6000026bc540>{number = 3, name = (null)}
...
...
...
复制代码

下面再试试同步的

5.2 同步栅栏函数 + 全局并发队列

同样失去了原本的效果

barrier - sync: <NSThread: 0x60000156c800>{number = 1, name = main}
...

...
...
...
...
=========: <NSThread: 0x60000156c800>{number = 1, name = main}
1: <NSThread: 0x60000152a280>{number = 9, name = (null)}
2: <NSThread: 0x60000152c4c0>{number = 4, name = (null)}
4: <NSThread: 0x600001528700>{number = 10, name = (null)}
3: <NSThread: 0x60000152ec40>{number = 11, name = (null)}
复制代码

5.3 思考

全局对列作为全局的对列，会有很多任务，很多是我们不可控的，如果被阻拦下来了会导致很多未知问题。所以这里设计者就将其设计为六不可使用栅栏函数?。

具体的逻辑只有源码能够带来答案，有兴趣可以去GCD源码：libdispatch探索下

参考

• DispatchQueue
• GCD源码：libdispatch