ios底层探索之多线程—gcd源码分析(事件源dispatch_source)(代码片段)

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在上篇博客已经对GCD的调度组做了介绍和举例应用，还有对底层源码的分析，那么本篇博客将对事件源dispatch_source进行分析！

iOS底层探索之多线程(一)—进程和线程

iOS底层探索之多线程(二)—线程和锁

iOS底层探索之多线程(三)—初识GCD

iOS底层探索之多线程(四)—GCD的队列

iOS底层探索之多线程(五)—GCD不同队列源码分析

iOS底层探索之多线程(六)—GCD源码分析(sync 同步函数、async 异步函数)

iOS底层探索之多线程(七)—GCD源码分析(死锁的原因)

iOS底层探索之多线程(八)—GCD源码分析(函数的同步性、异步性、单例)

iOS底层探索之多线程(九)—GCD源码分析(栅栏函数)

iOS底层探索之多线程(十)—GCD源码分析( 信号量)

iOS底层探索之多线程(十一)—GCD源码分析(调度组)

1.Dispatch Source 介绍

Dispatch Source是BSD系统内核惯有功能kqueue的包装，kqueue是在XNU内核中发生事件时在应用程序编程方执行处理的技术。

它的CPU负荷非常小，尽量不占用资源。当事件发生时，Dispatch Source会在指定的Dispatch Queue中执行事件的处理。

• dispatch_source_create ：创建源
• dispatch_source_set_event_handler： 设置源的回调
• dispatch_source_merge_data： 源事件设置数据
• dispatch_source_get_data： 获取源事件的数据
• dispatch_resume：恢复继续
• dispatch_suspend：挂起

我们在日常开发中，经常会使用计时器NSTimer，例如发送短信的倒计时，或者进度条的更新。但是NSTimer需要加入到NSRunloop中，还受到mode的影响。收到其他事件源的影响，被打断，当滑动scrollView的时候，模式切换，定时器就会停止，从而导致timer的计时不准确。

GCD提供了一个解决方案dispatch_source来出来类似的这种需求场景。

• 时间较准确，CPU负荷小，占用资源少
• 可以使用子线程，解决定时器跑在主线程上卡UI问题
• 可以暂停，继续，不用像NSTimer一样需要重新创建

2.Dispatch Source 使用

创建事件源的代码：

// 方法声明
dispatch_source_t dispatch_source_create(
        dispatch_source_type_t type,
        uintptr_t handle,
        unsigned long mask,
        dispatch_queue_t _Nullable queue);

// 实现过程
dispatch_source_t source =  dispatch_source_create(DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_ADD, 0, 0,  dispatch_get_main_queue());

创建的时候，需要传入两个重要的参数：

• dispatch_source_type_t要创建的源类型
• dispatch_queue_t事件处理的调度队列

2.1 Dispatch Source 种类

• Dispatch Source 种类:

1. DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_ADD 变量增加

2. DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_OR 变量 OR

3. DISPATCH_SOURCE_TYPE_DATA_REPLACE 新获得的数据值替换现有的

4. DISPATCH_SOURCE_TYPE_MACH_SEND MACH端口发送

5. DISPATCH_SOURCE_TYPE_MACH_RECV MACH 端口接收

6. DISPATCH_SOURCE_TYPE_MEMORYPRESSURE内存压力 (注：iOS8后可用)

7. DISPATCH_SOURCE_TYPE_PROC 检测到与进程相关的事件

8. DISPATCH_SOURCE_TYPE_READ 可读取文件映像

9. DISPATCH_SOURCE_TYPE_SIGNAL 接收信号

10. DISPATCH_SOURCE_TYPE_TIMER 定时器

11. DISPATCH_SOURCE_TYPE_VNODE 文件系统有变更

12. DISPATCH_SOURCE_TYPE_WRITE 可写入文件映像

设计一个定时器举例:

• 点击屏幕开始

使用dispatch_source的计时器，能够暂停、开始，同时不受主线程影响，不会受UI事件的影响，所以它的计时是准确的。如下图所示：

2.2 使用时注意事项

注意事项

1. source 需要手动启动

Dispatch Source 使用最多的就是用来实现定时器，source创建后默认是暂停状态，需要手动调用 dispatch_resume启动定会器。 dispatch_after只是封装调用了dispatch source定时器，然后在回调函数中执行定义的block.

2. 循环引用

因为 dispatch_source_set_event_handle回调是block，在添加到source的链表上时会执行copy并被source强引用，如果block里持有了self，self又持有了source的话，就会引起循环引用。所以正确的方法是使用weak+strong或者提前调dispatch_source_cancel取消timer。

3. resume、suspend 调用次数保持平衡

dispatch_resume和 dispatch_suspend调用次数需要平衡，如果重复调用 dispatch_resume则会崩溃，因为重复调用会让dispatch_resume 代码里if分支不成立，从而执行了 DISPATCH_CLIENT_CRASH(“Over-resume of an object”)导致崩溃。

4. source 创建与释放时机

source在suspend状态下，如果直接设置 source = nil或者重新创建 source 都会造成crash。正确的方式是在resume状态下调用 dispatch_source_cancel(source)后再重新创建。

3. Dispatch Source源码分析

那么去底层源码看看，为什么会出现上面的一些问题。

3.1 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``会去执行_dispatch_lane_resume

• _dispatch_lane_resume

这里的方法是对事件源的相关状态进行判断，如果过度resume恢复，则会goto走到over_resume流程，直接调起DISPATCH_CLIENT_CRASH崩溃。

这里还有对挂起计数的判断，挂起计数包含所有挂起和非活动位的挂起计数。underflow下溢意味着需要过度恢复或暂停计数转移到边计数，也就是说如果当前计数器还没有到可运行的状态，需要连续恢复。

3.2 dispatch_suspend

• 挂起dispatch_suspend

在dispatch_suspend的定义里面也可以发现，恢复和挂起一定要保持平衡，挂起的对象不会调用与其关联的任何block。 在与对象关联的任何运行的 block完成后，对象将被挂起。

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_slow
  
  同样这里维护一个暂停挂起的计数器，如果连续调用dispatch_suspend挂起方法，减法的无符号下溢可能发生，因为其他线程可能在我们尝试获取锁时触及了该值，或者因为另一个线程争先恐后地执行相同的操作并首先获得锁。

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

4.总结

• 使用定时器NSTimer需要加入到NSRunloop，导致计数不准确，可以使用Dispatch Source来解决
• Dispatch Source的使用，要注意恢复和挂起要平衡
• source在suspend状态下，如果直接设置 source = nil或者重新创建 source 都会造成crash。正确的方式是在resume状态下调用 dispatch_source_cancel(source)后再重新创建。
• 因为 dispatch_source_set_event_handle回调是block，在添加到source的链表上时会执行copy并被source强引用，如果block里持有了self，self又持有了source的话，就会引起循环引用。所以正确的方法是使用weak+strong或者提前调dispatch_source_cancel取消timer。

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