栅栏函数

最新推荐文章于 2021-09-08 11:17:15 发布

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本文深入解析GCD栅栏函数dispatch_barrier_async与dispatch_barrier_sync的使用方法及注意事项，阐述如何利用这两种函数控制多线程任务执行顺序，避免死锁，提升程序效率。

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多线程技术最大限度地使用了多核CPU的性能，也极大地提升了任务执行的效率。但是在很多情况下，我们期待能够在并行的任务中，设置有些任务之间的依赖，而使用栅栏函数就很好的一种实现方式.

1 栅栏函数是个啥？

栅栏函数是GCD提供的用于阻塞分割任务的一组函数。就像其定义一样，其主要作用就是在队列中设置栅栏，来人为干预队列中任务的执行顺序.常用的栅栏函数有两个dispatch_barrier_async和dispatch_barrier_sync.

dispatch_barrier_async:用于提交异步执行栅栏函数块任务，并立即返回.所以该函数不会阻塞线程，只会阻塞任务执行。栅栏函数提交之后并不会立即执行，而是会直接返回。等待在栅栏函数之前提交的任务都执行完成之后，栅栏函数任务会自动执行，在栅栏函数之后提交的任务必须在栅栏函数执行完成之后才会执行.
dispatch_barrier_sync:用于提交同步执行栅栏函数块任务，并不会立即返回，需要等待栅栏函数提交的任务执行完毕之后才会返回。与dispatch_barrier_async不同，由于该函数需要同步执行，在该栅栏函数任务执行完成之前，函数不会返回，所以此时后边的任务都会被阻塞.

1.2 栅栏函数可以干嘛？

假设我们有三个任务task 001-003,要求task 001 task 002顺序不定，task 003 需要在task 001 和 task 002执行完成之后才可以执行，使用dispatch_barrier_async：

    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.queueDemo", 0);
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"task 001 --- %@", [NSThread currentThread]);
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"task 002 --- %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_barrier_async(queue, ^{
        NSLog(@"task 003 --- %@", [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"task 004 --- %@", [NSThread currentThread]);

输出结果为：
task 004 --- <NSThread: 0x282c34cc0>{number = 1, name = main}
task 001 --- <NSThread: 0x282c6c540>{number = 3, name = (null)}
task 002 --- <NSThread: 0x282c6c540>{number = 3, name = (null)}
task 003 --- <NSThread: 0x282c6c540>{number = 3, name = (null)}

而如果使用dispatch_barrier_sync：

    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.queueDemo", 0);
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"task 001 --- %@", [NSThread currentThread]);
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        NSLog(@"task 002 --- %@", [NSThread currentThread]);
    });
    dispatch_barrier_sync(queue, ^{
        NSLog(@"task 003 --- %@", [NSThread currentThread]);
    });
    NSLog(@"task 004 --- %@", [NSThread currentThread]);

输出结果：（task 001 task 002随机， task 003在任务task 001 task 002执行完成之后才能执行）
task 001 --- <NSThread: 0x280a132c0>{number = 3, name = (null)}
task 002 --- <NSThread: 0x280a132c0>{number = 3, name = (null)}
task 003 --- <NSThread: 0x280a46e80>{number = 1, name = main}
task 004 --- <NSThread: 0x280a46e80>{number = 1, name = main}

对比之后，不难发现：

dispatch_barrier_sync和dispatch_barrier_async都可以实现需求；
dispatch_barrier_async只是改变了指定任务的执行顺序，但是并不阻塞线程；而dispatch_barrier_sync不仅改变了任务的执行顺序，而且还会阻塞后续任务的执行，无论是放在那个队列中，后续任务需要等待同步栅栏函数返回才能执行.

1.3 使用栅栏函数需要注意什么？

栅栏函数在需要控制任务之间的依赖关系时，非常用有用，但是需要注意：

两个函数中的queue参数不能为NULL,并且需要是自己使用dispatch_queue_create创建出来的。如果你使用了串行队列或者全局队列，dispatch_barrier_async相当于dispatch_asyn，而dispatch_barrier_sync相当于dispatch_sync.
跟所有的串行队列一样，向串行队列中添加任务，要防止在串行队类中堵塞线程导致的死锁.例如：
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.supportHongKongPolice", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    dispatch_sync(queue, ^{
        dispatch_async(queue, ^{
            NSLog(@"task 001");
        });
        dispatch_barrier_sync(queue, ^{
            NSLog(@"task 002");
        });
        NSLog(@"task 003");
    });
由于第一个功能块中的任务是同步加入到队列的，所以再向队列中添加栅栏函数就会导致，相互等待资源导致的死锁.