前言

之前,咱们在探求动画及烘托相关原理的时分,咱们输出了几篇文章,解答了iOS动画是怎么烘托,特效是怎么作业的疑问。咱们深感体系规划者在创作这些体系结构的时分,是如此脑洞大开,也 深深意识到了解一门技能的底层原理关于从事该方面作业的重要性。

因此咱们决议 进一步探求iOS底层原理的使命。继上一篇文章对GCD的探求iOS底层原理: 栅门函数dispatch_barrier_async、dispatch_barrier_sync、信号量dispatch_semaphore探求之后,本篇文章将持续对GCD多线程底层原理的探求

一、线程调度组dispatch_group

1.1 调度组介绍

调度组最直接的效果便是操控使命的履行次序

dispatch_group_create ：创立调度组
dispatch_group_async ：进组的使命履行
dispatch_group_notify ：进组使命履行结束的告诉
dispatch_group_wait ：进组使命履行等候时刻
dispatch_group_enter ：使命进组
dispatch_group leave ：使命出组

1.2 调度组举例

下面举个调度组的运用举例

给图片增加水印，有两张水印照片需求网络恳求，水印照片恳求，完结之后，再增加到本地图片上面显示！

//创立调度组
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
// 水印 1
dispatch_group_async(group , queue, ^{
        NSString *logoStr1 = @"https://thirdqq.qlogo.cn/g?b=sdk&k=zeIp1PmCE6jff6BGSbjicKQ&s=140&t=1556562300";
        NSData *data1 = [NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:logoStr1]];
        UIImage *image1 = [UIImage imageWithData:data1];
        [self.mArray addObject:image1];
});
// 水印 1
dispatch_group_async(group , queue, ^{
        NSString *logoStr2 = @"https://thirdwx.qlogo.cn/mmopen/vi_32/Q0j4TwGTfTJKuHEuLLyYK0Rbw9s9G8jpcnMzQCNsuYJRIRjCvltH6NibibtP73EkxXPR9RaWGHvmHT5n69wpKV2w/132";
        NSData *data2 = [NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:logoStr2]];
        UIImage *image2 = [UIImage imageWithData:data2];
        [self.mArray addObject:image2];
});
// 水印恳求完结
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
        UIImage *newImage = nil;
        NSLog(@"恳求结束，增加水印");
        for (int i = 0; i<self.mArray.count; i++) {
                UIImage *waterImage = self.mArray[i];
                newImage =[JP_ImageTool jp_WaterImageWithWaterImage:waterImage backImage:newImage waterImageRect:CGRectMake(20, 100*(i+1), 120, 60)];
        }
        self.imageView.image = newImage;
});

增加水印前

模拟器运转成果—增加水印前

增加水印后

模拟器运转成果—增加水印后当组内的使命全部履行完结了，dispatch_group_notify会告诉，使命现已完结了，内部增加水印的作业能够开端了！

上面的比如还能够运用dispatch_group_enter 和dispatch_group leave 调配运用，如下：

进组和出组调配运用

从上面的两个比如代码能够发现，dispatch_group_async 相当所以dispatch_group_enter + dispatch_group leave 的效果！

留意：dispatch_group_enter 和dispatch_group leave 调配运用，可是次序不能反，否则会奔溃，如下:

奔溃截图 dispatch_group_enter 和dispatch_group leave 调配运用，除了次序不发，个数也得保持一致，人家是收支成双成对，你不能把它们分开，否则也会罢工或许奔溃的！

dispatch_group_enter进组不出组状况

进组不出组状况

dispatch_group_enter进组不出组，那么dispatch_group_notify就不会收到使命履行完结的告诉，dispatch_group_notify内的使命就履行不了

不进组就出组 dispatch_group leave 状况

不进组就出组

不进组就出组，程序会奔溃，都没有使命进去，你去出去，出个锤子哦！😢

dispatch_group_wait等候举例

dispatch_group_wait举例 dispatch_group_wait有点栅门的感觉，堵住了组里边前面的使命，可是并没有堵塞主线程。那么再看看下面这个比如

dispatch_group_wait举例

这儿运用了dispatch_group_wait进行等候
dispatch_group_wait函数会一向等到前面group中的使命履行完，再履行下面代码，但会产生堵塞线程的问题，导致了主线程中的使命5不能正常运转，直到使命组的使命完结才干被调用。

考虑：

那么调度组是怎么作业，为什么能够调度使命呢？

dispatch_group_enter进组和dispatch_group_leave出组为什么能够起到与调度组dispatch_group_async相同的效果呢?

现在去看看源码寻找答案！

二、调度组源码剖析

2.1 dispatch_group_create

dispatch_group_create

dispatch_group_t
dispatch_group_create(void)
{
	return _dispatch_group_create_with_count(0);
}

创立调度组会调用_dispatch_group_create_with_count办法，并默许传入0

_dispatch_group_create_with_count

static inline dispatch_group_t
_dispatch_group_create_with_count(uint32_t n)
{
	dispatch_group_t dg = _dispatch_object_alloc(DISPATCH_VTABLE(group),
			sizeof(struct dispatch_group_s));
	dg->do_next = DISPATCH_OBJECT_LISTLESS;
	dg->do_targetq = _dispatch_get_default_queue(false);
	if (n) {
		os_atomic_store2o(dg, dg_bits,
				(uint32_t)-n * DISPATCH_GROUP_VALUE_INTERVAL, relaxed);
		os_atomic_store2o(dg, do_ref_cnt, 1, relaxed); // <rdar://22318411>
	}
	return dg;
}

_dispatch_group_create_with_count办法里边经过os_atomic_store2o来把传入的 n进行保存，这儿的写法和信号量很像(如下图)，是模仿的信号量的写法自己写了一个，但并不是调度组底层是运用信号量完结的。

dispatch_semaphore_create

2.2 dispatch_group_enter

dispatch_group_enter

dispatch_group_enter 经过os_atomic_sub_orig2o会进行0的减减操作，此时的old_bits等于-1。

2.3 dispatch_group_leave

dispatch_group_leave

dispatch_group_leave

这儿经过os_atomic_add_orig2o把-1加加操作，old_state就等于0，0 & DISPATCH_GROUP_VALUE_MASK的成果依然等于0，也便是old_value等于0。DISPATCH_GROUP_VALUE_1的界说如下代码：

从代码中能够看出old_value是不等于DISPATCH_GROUP_VALUE_MASK的，所以代码会履行到外面的if中去，并调用_dispatch_group_wake办法进行唤醒，唤醒的便是dispatch_group_notify办法。

也便是说，假如不调用dispatch_group_leave办法，也就不会唤醒dispatch_group_notify，下面的流程也就不会履行了。

2.4 dispatch_group_notify

dispatch_group_notify

dispatch_group_notify 在old_state等于0的状况下，才会去唤醒相关的同步或许异步函数的履行，也便是 block里边的履行，便是调用同步、异步的那个callout履行。

在dispatch_group_leave剖析中，咱们现已得到old_state成果等于0
所以这儿也就解说了dispatch_group_enter和dispatch_group_leave为什么要配合起来运用的原因，经过信号量的操控，避免异步的影响，能够及时唤醒并调用dispatch_group_notify办法
在dispatch_group_leave里边也有调用_dispatch_group_wake办法，这是由于异步的履行，使命是履行耗时的，有或许dispatch_group_leave这行代码还没有走，就先走了dispatch_group_notify办法，但这时分dispatch_group_notify办法里边的使命并不会履行，只是把使命增加到 group
它会等dispatch_group_leave履行了被唤醒才履行，这样就确保了异步时，dispatch_group_notify里边的使命不丢弃，能够正常履行。如下图所示：

示意图

当履行使命 2的时分，是耗时使命(sleep(5)模拟耗时)，异步不会堵塞，会履行后边的代码，便是图中①，dispatch_group_notify里边的使命会包装起来，进group
包装完结，异步履行完，这时分就走 ②了，又回到dispatch_group_leave处去履行了，这时分就能够经过 group 拿到使命 4，直接去调用_dispatch_group_wake把使命 4唤醒履行了。
这一波是非常的细节，苹果工程师真是妙啊！

苹果工程师牛逼

2.5 dispatch_group_async

猜测：dispatch_group_async里边应该是封装了dispatch_group_enter和dispatch_group_leave，所以才干起到相同的作业效果！

dispatch_group_async

dispatch_group_async

dispatch_continuation_t的处理，也便是使命的包装处理，还做了一些符号处理，最终走_dispatch_continuation_group_async

_dispatch_continuation_group_async

_dispatch_continuation_group_async

靓仔！看到没有，和猜测的是相同的，内部公然封装了dispatch_group_enter办法，向组中增加使命时，就调用了dispatch_group_enter办法，将信号量0变成了-1。那么现在去找下dispatch_group_leave的在哪里！持续盯梢流程。。。

_dispatch_continuation_async

_dispatch_continuation_async

这一波又是非常的了解了，这个dx_push咱们都现已非常了解了，异步、同步的时分经常见这个办法，这儿就不再赘述了（传送门)，会调用:

_dispatch_root_queue_push — >
_dispatch_root_queue_push_inline — >
_dispatch_root_queue_poke — >
_dispatch_root_queue_poke_slow — >
_dispatch_root_queues_init — >
_dispatch_root_queues_init_once — >
_dispatch_worker_thread2 — > _dispatch_root_queue_drain 然后_dispatch_root_queue_drain -- > _dispatch_continuation_pop_inline -- > _dispatch_continuation_with_group_invoke

_dispatch_continuation_with_group_invoke

在最终_dispatch_continuation_with_group_invoke里边咱们找到了出组的办法dispatch_group_leave 在这儿完结_dispatch_client_callout函数调用，紧接着调用dispatch_group_leave办法，将信号量由-1变成了0。

至此完结闭环，完整的剖析了调度组、进组、出组、告诉的底层原理和联系。

三、 Dispatch Source 介绍

3.1 Dispatch Source简介

Dispatch Source 是BSD体系内核惯有功能kqueue的包装，kqueue是在XNU内核中产生事情时在运用程序编程方履行处理的技能。

它的CPU负荷非常小，尽量不占用资源。当事情产生时，Dispatch Source 会在指定的Dispatch Queue中履行事情的处理。

dispatch_source_create ：创立源
dispatch_source_set_event_handler：设置源的回调
dispatch_source_merge_data：源事情设置数据
dispatch_source_get_data：获取源事情的数据
dispatch_resume：康复持续
dispatch_suspend：挂起

咱们在日常开发中，经常会运用计时器NSTimer，例如发送短信的倒计时，或许进度条的更新。可是NSTimer需求加入到NSRunloop中，还遭到mode的影响。收到其他事情源的影响，被打断，当滑动scrollView的时分，模式切换，定时器就会停止，然后导致timer的计时不精确。

GCD提供了一个处理计划dispatch_source来出来相似的这种需求场景。

时刻较精确，CPU负荷小，占用资源少
能够运用子线程，处理议时器跑在主线程上卡UI问题
能够暂停，持续，不必像NSTimer相同需求从头创立

3.2 Dispatch Source 运用

创立事情源的代码：

// 办法声明
dispatch_source_t dispatch_source_create(
        dispatch_source_type_t type,
        uintptr_t handle,
        unsigned long mask,
        dispatch_queue_t _Nullable queue);
// 完结进程
dispatch_source_t source =  dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_ADD, 0, 0,  dispatch_get_main_queue());

创立的时分，需求传入两个重要的参数：

dispatch_source_type_t 要创立的源类型
dispatch_queue_t 事情处理的调度行列

3.3 Dispatch Source 品种

Dispatch Source 品种:

DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_ADD 变量增加
DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_OR 变量 OR
DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_REPLACE 新取得的数据值替换现有的
DISPATCH_SOURCE_TYPE_MACH_SEND MACH 端口发送
DISPATCH_SOURCE_TYPE_MACH_RECV MACH 端口接收
DISPATCH_SOURCE_TYPE_MEMORYPRESSURE 内存压力 (注：iOS8后可用)
DISPATCH_SOURCE_TYPE_PROC 检测到与进程相关的事情
DISPATCH_SOURCE_TYPE_READ 可读取文件映像
DISPATCH_SOURCE_TYPE_SIGNAL 接收信号
DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER 定时器
DISPATCH_SOURCE_TYPE_VNODE 文件体系有变更
DISPATCH_SOURCE_TYPE_WRITE 可写入文件映像

规划一个定时器举例: 创立定时器办法

点击屏幕开端

定时器操控办法运用dispatch_source的计时器，能够暂停、开端，一起不受主线程影响，不会受 UI事情的影响，所以它的计时是精确的。如下图所示：

运转成果

3.4 运用时留意事项

留意事项

source 需求手动发动

Dispatch Source 运用最多的便是用来完结定时器，source创立后默许是暂停状态，需求手动调用 dispatch_resume发动定会器。 dispatch_after只是封装调用了dispatch source定时器，然后在回调函数中履行界说的block.

循环引证

由于 dispatch_source_set_event_handle回调是block，在增加到source的链表上时会履行copy并被source强引证，假如block里持有了self，self又持有了source的话，就会引起循环引证。所以正确的办法是运用weak+strong或许提早调dispatch_source_cancel取消timer。

resume、suspend 调用次数保持平衡

dispatch_resume 和 dispatch_suspend 调用次数需求平衡，假如重复调用 dispatch_resume则会溃散，由于重复调用会让dispatch_resume 代码里if分支不成立，然后履行了 DISPATCH_CLIENT_CRASH(“Over-resume of an object”) 导致溃散。

source 创立与释放时机

source在suspend状态下，假如直接设置 source = nil 或许从头创立 source 都会造成 crash。正确的办法是在resume状态下调用 dispatch_source_cancel(source)后再从头创立。

四、 Dispatch Source源码剖析

那么去底层源码看看，为什么会呈现上面的一些问题。

4.1 dispatch_resume

dispatch_resume

void
dispatch_resume(dispatch_object_t dou)
{
	DISPATCH_OBJECT_TFB(_dispatch_objc_resume, dou);
	if (unlikely(_dispatch_object_is_global(dou) ||
			_dispatch_object_is_root_or_base_queue(dou))) {
		return;
	}
	if (dx_cluster(dou._do) == _DISPATCH_QUEUE_CLUSTER) {
		_dispatch_lane_resume(dou._dl, DISPATCH_RESUME);
	}
}

dispatch_resume``会去履行_dispatch_lane_resume

_dispatch_lane_resume

_dispatch_lane_resume 这儿的办法是对事情源的相关状态进行判别，假如过度resume康复，则会goto走到over_resume流程，直接调起DISPATCH_CLIENT_CRASH溃散。

这儿还有对挂起计数的判别，挂起计数包含所有挂起和非活动位的挂起计数。underflow下溢意味着需求过度康复或暂停计数转移到边计数，也便是说假如当前计数器还没有到可运转的状态，需求接连康复。

4.2 dispatch_suspend

挂起dispatch_suspend

在dispatch_suspend的界说里边也能够发现，康复和挂起一定要保持平衡，挂起的目标不会调用与其相关的任何block。在与目标相关的任何运转的 block完结后，目标将被挂起。

void
dispatch_suspend(dispatch_object_t dou)
{
	DISPATCH_OBJECT_TFB(_dispatch_objc_suspend, dou);
	if (unlikely(_dispatch_object_is_global(dou) ||
			_dispatch_object_is_root_or_base_queue(dou))) {
		return;
	}
	if (dx_cluster(dou._do) == _DISPATCH_QUEUE_CLUSTER) {
		return _dispatch_lane_suspend(dou._dl);
	}
}

_dispatch_lane_suspend

_dispatch_lane_suspend

_dispatch_lane_suspend_slow

_dispatch_lane_suspend_slow 同样这儿维护一个暂停挂起的计数器，假如接连调用dispatch_suspend挂起办法，减法的无符号下溢或许产生，由于其他线程或许在咱们尝试获取锁时触及了该值，或许由于另一个线程争先恐后地履行相同的操作并首要取得锁。

所以不能重复的挂起或许康复，一定要你一个我一个，你两个我也两个，保持一个balanced。

五、总结

5.1 线程调度组

调度组最直接的效果便是操控使命的履行次序
dispatch_group_notify ：进组使命履行结束的告诉
dispatch_group_wait 函数会一向等到前面group中的使命履行完，后边的才干够履行
dispatch_group_enter 和dispatch_group leave 成对运用
dispatch_group_async 内部封装了dispatch_group_enter 和dispatch_group leave 的运用

5.2 事情源

运用定时器NSTimer需求加入到NSRunloop，导致计数不精确，能够运用Dispatch Source来处理
Dispatch Source的运用，要留意康复和挂起要平衡
source在suspend状态下，假如直接设置 source = nil 或许从头创立 source 都会造成 crash。正确的办法是在resume状态下调用 dispatch_source_cancel(source)后再从头创立。
由于 dispatch_source_set_event_handle回调是block，在增加到source的链表上时会履行copy并被source强引证，假如block里持有了self，self又持有了source的话，就会引起循环引证。所以正确的办法是运用weak+strong或许提早调dispatch_source_cancel取消timer。

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23-探求iOS底层原理|内存管理【Mach-O文件、Tagged Pointer、目标的内存管理、copy、引证计数、weak指针、autorelease

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20-探究iOS底层原理|多线程技术【GCD源码分析3:线程调度组dispatch_group、事件源dispatch Source】

前言

一、线程调度组dispatch_group

1.1 调度组介绍

1.2 调度组举例

二、调度组源码剖析

2.1 dispatch_group_create

2.2 dispatch_group_enter

2.3 dispatch_group_leave

2.4 dispatch_group_notify

2.5 dispatch_group_async

三、 Dispatch Source 介绍

3.1 Dispatch Source简介

3.2 Dispatch Source 运用

3.3 Dispatch Source 品种

3.4 运用时留意事项

四、 Dispatch Source源码剖析

4.1 dispatch_resume

4.2 dispatch_suspend

五、总结

5.1 线程调度组

5.2 事情源

专题系列文章

1.前常识

2. 根据OC言语探求iOS底层原理

3. 根据Swift言语探求iOS底层原理

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7.小程序页面烘托专题

作者信息

20-探究iOS底层原理|多线程技术【GCD源码分析3:线程调度组dispatch_group、事件源dispatch Source】

前言

一、线程调度组dispatch_group

1.1 调度组介绍

1.2 调度组举例

二、调度组源码剖析

2.1 dispatch_group_create

2.2 dispatch_group_enter

2.3 dispatch_group_leave

2.4 dispatch_group_notify

2.5 dispatch_group_async

三、 Dispatch Source 介绍

3.1 Dispatch Source简介

3.2 Dispatch Source 运用

3.3 Dispatch Source 品种

3.4 运用时留意事项

四、 Dispatch Source源码剖析

4.1 dispatch_resume

4.2 dispatch_suspend

五、总结

5.1 线程调度组

5.2 事情源

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