GCD 底层原理剖析：串行队列与同步执行背后的秘密

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2024-01-15 09:34:20

揭秘 GCD：串行队列中同步执行的机制

串行队列：有序任务执行

在多线程编程的迷宫中，GCD（Grand Central Dispatch）是一盏指路的明灯。GCD 为 Apple 开发人员提供了一个强大的框架，用于管理线程和任务，简化了并发编程的复杂性。

GCD 队列是并发编程的核心概念，其中串行队列扮演着至关重要的角色。顾名思义，串行队列按先进先出的（FIFO）顺序执行任务，就像一个整齐有序的队列。队列中的任务在添加它们的顺序中逐个执行，确保了有序性和可预测性。

同步执行：确保任务顺序

当我们需要任务在特定顺序执行时，GCD 提供了 dispatch_sync 函数，它允许我们在串行队列上实现同步执行。使用 dispatch_sync，我们可以在当前线程上阻塞任务的执行，直到串行队列中所有先前的任务完成。

这种同步执行对于确保代码的正确性和防止潜在的死锁至关重要。例如，在更新共享资源时，使用 dispatch_sync 可以确保多个线程不会同时访问该资源，避免数据损坏或不一致。

锁机制：防止死锁的卫士

GCD 的 dispatch_sync 函数隐藏了一个强大的机制，一个互斥锁，它在串行队列中默默地工作，防止死锁的发生。互斥锁就像一个看门人，它一次只允许一个线程进入串行队列执行同步任务。

当一个线程尝试执行 dispatch_sync 时，它将获取与串行队列关联的互斥锁。如果另一个线程也尝试执行 dispatch_sync，它将被阻塞，等待第一个线程释放锁。通过这种方式，GCD 确保同一时刻只有一个线程可以执行同步任务，从而消除死锁的可能性。

示例：体验同步执行的强大功能

以下代码示例展示了如何使用 dispatch_sync 在串行队列上实现同步执行：

// 创建一个串行队列
dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("com.example.serialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

// 使用 dispatch_sync 添加一个同步任务
dispatch_sync(serialQueue, ^{
    // 执行同步任务
    NSLog(@"执行同步任务");
});

// 使用 dispatch_async 添加一个异步任务
dispatch_async(serialQueue, ^{
    // 执行异步任务
    NSLog(@"执行异步任务");
});