从GCDiOS 15开始，理解GCD的内部实现

引言

Grand Central Dispatch (GCD) 是一个强大的并发编程框架，用于管理多线程和任务调度。它作为苹果操作系统的核心部分，为应用程序提供了高效地执行并发任务所需的工具。为了深入了解GCD的内部运作方式，我们踏上了源码分析之旅。本文重点关注GCD在iOS 15中的实现，旨在揭示其架构、队列和线程池等核心组件。

GCD的体系结构

GCD由一个中央调度程序组成，该调度程序负责管理队列和线程池。队列是一组任务，线程池是一组线程，这些线程从队列中获取任务并执行它们。中央调度程序负责将任务分配给线程，确保并发任务的有效调度。

队列：任务的组织者

队列用于组织任务。每个队列都有一个关联的优先级，用于确定任务的执行顺序。任务可以添加到队列中，GCD会根据优先级安排任务的执行。GCD支持串行队列和并行队列。串行队列一次执行一个任务，而并行队列可以同时执行多个任务。

线程池：执行任务的引擎

线程池是一组线程，从队列中获取任务并执行它们。GCD维护一个默认的全局线程池，但应用程序可以创建自己的自定义线程池。线程池的大小是可配置的，应用程序可以根据需要调整它以优化性能。

源码分析：GCD的核心组件

为了深入了解GCD的内部实现，我们潜入iOS 15的源码中。GCD的核心组件位于libdispatch框架中，让我们逐一探索它们：

• dispatch_queue_t： 表示一个队列。它封装了队列的优先级、类型和其他属性。
• dispatch_source_t： 表示一个事件源。它允许应用程序注册回调函数以响应特定事件，例如计时器到期或文件符可读。
• dispatch_workloop_t： 表示一个工作循环。它是一个轻量级的调度程序，用于执行与应用程序无关的任务，例如计时器和通知。

任务执行的生命周期

任务的执行生命周期涉及多个GCD组件的相互作用。当一个任务被添加到队列时，它被放置在一个双向链表中。GCD的调度程序轮询队列，从链表中取出任务并将其分配给一个线程。线程从队列中执行任务，并在任务完成后将任务标记为完成。

性能优化：GCD的技巧

为了充分利用GCD，应用程序可以使用以下技巧来优化性能：

• 谨慎使用并行队列：并行队列可以提高性能，但过度使用它们可能会导致竞争条件和性能下降。
• 调整线程池大小：线程池大小会影响应用程序的并发性。根据应用程序的需要调整线程池大小可以提高性能。
• 避免阻塞调用：在GCD线程上执行阻塞调用会阻塞调度程序，从而影响整体性能。应在单独的线程上执行阻塞调用。

结论

通过对GCD源码的深入分析，我们揭示了GCD内部运作方式的核心机制。从队列和线程池到任务执行生命周期，我们获得了对这个强大框架的更深入理解。掌握GCD的内部原理对于应用程序开发至关重要，因为它使我们能够有效地利用并发，优化性能并构建健壮且响应迅速的应用程序。