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iOS 多线程知识体系构建（七）：GCD 源码解读——基本数据结构
IOS
2023-09-13 21:11:06
GCD 源码中的基本数据结构
简介
在 iOS 开发中，GCD（Grand Central Dispatch）是一个功能强大的框架，用于管理并发和并行操作。深入了解其源码对于理解 GCD 的内部工作原理至关重要。本文将重点介绍 GCD 中的基本数据结构，这些结构是 GCD 操作的关键组成部分。
基本数据结构
GCD 使用以下基本数据结构来管理并发任务和资源：
- dispatch_object_t ：这个抽象基类是所有 GCD 对象的基础，定义了保留、释放和发送消息的公共接口。
- dispatch_queue_t ：这个队列管理并发任务的执行，可以是串行队列（一次执行一个任务）或并行队列（同时执行多个任务）。
- dispatch_group_t ：这个组管理相关任务的同步，允许等待所有任务完成再执行后续操作。
- dispatch_semaphore_t ：这个信号量控制对共享资源的访问，限制同时可以访问资源的线程数。
- dispatch_source_t ：这个事件源监控系统事件，允许线程在事件发生时接收通知。
数据结构的使用
这些数据结构在 GCD 中的使用方式如下：
- dispatch_object_t ：所有 GCD 对象都继承自 dispatch_object_t，提供公共的保留和释放机制。
- dispatch_queue_t ：GCD 使用队列来管理任务的执行。串行队列按先到先得的顺序执行任务，而并行队列允许并发执行任务。
- dispatch_group_t ：组用于等待相关任务完成。线程可以进入组，并在所有任务完成后离开组。
- dispatch_semaphore_t ：信号量用于控制对共享资源的访问。线程可以获取或释放信号量，以限制可以同时访问资源的线程数。
- dispatch_source_t ：事件源用于监控系统事件。线程可以注册事件源，并在事件发生时接收通知。
深入研究 GCD 源码
本文仅概述了 GCD 中的基本数据结构。要深入了解其内部工作原理，需要研究源码。GCD 的源码可在 Apple 开发者网站上找到。
示例代码
以下示例代码展示了如何使用 dispatch_queue_t 创建并行队列并提交任务：
// 创建并行队列
dispatch_queue_t myQueue = dispatch_queue_create("com.example.myQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
// 提交任务到队列
dispatch_async(myQueue, ^{
// 任务 1
});
dispatch_async(myQueue, ^{
// 任务 2
});
dispatch_async(myQueue, ^{
// 任务 3
});
结论
GCD 中的基本数据结构是该框架高效管理并发和并行操作的基础。通过理解这些结构的使用方式，开发人员可以优化其应用程序的性能和并发性。本文提供了探索 GCD 源码和深入理解其内部机制的起点。
常见问题解答
-
GCD 如何处理死锁？
GCD 使用队列和信号量来防止死锁，确保任务不会互相阻塞。 -
使用 GCD 的优势有哪些？
GCD 提供了并发和并行操作的高级抽象，简化了多线程编程。 -
GCD 是否支持优先级任务？
是的，可以通过设置任务的优先级参数来指定优先级。 -
dispatch_group_t 和 dispatch_semaphore_t 有什么区别？
dispatch_group_t 等待所有相关任务完成，而 dispatch_semaphore_t 限制可以同时访问资源的线程数。 -
GCD 如何确保线程安全？
GCD 使用锁和原子操作来确保线程安全，防止并发访问共享数据时出现数据损坏。
