关键词:
回顾
在上篇博客已经对GCD
的栅栏函数
做了一个基本介绍,还有应用的举例并且对底层源码进行了分析,本篇博客将对信号量
进行探索分析!
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(八)—GCD源码分析(函数的同步性、异步性、单例)
1. 信号量
1.1 信号量介绍
信号量在GCD
中是指Dispatch Semaphore
,是一种持有计数的信号的东西。有如下三个方法。
dispatch_semaphore_create
: 创建信号量dispatch_semaphore_wait
: 信号量等待dispatch_semaphore_signal
: 信号量释放
1.2 信号量举例
在并发队列里面,可以使用信号量控制,最大并发数,如下代码:
- 信号量举例打印结果
这里一共创建了 4
个任务,异步并发执行,我在创建信号量的时候,设置了最大并发数为2
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
dispatch_semaphore_t sem = dispatch_semaphore_create(2);
从运行的动图,可以看到,每次都是两个任务一起执行了,打印的结果一目了然。
那么再举个例子看看,设置信号量并发数为0
设置信号量并发数为0
,就相当于加锁的作用,dispatch_semaphore_wait
堵住了任务1
让其等待,等任务 2
执行完了,dispatch_semaphore_signal
发送信号,我执行完了,你去执行吧!
这样到底信号量是怎么样等待,又是怎么样发送信号的呢?
2. 信号量分析
看看dispatch_semaphore_create
的 api
的说明
- 当两个线程需要协调特定事件的完成时,为该值传递
0
很有用。 - 传递大于
0
的值对于管理有限的资源池很有用,其中池大小等于该值。 - 信号量的起始值。 传递小于
信号量的起始值。 传递小于零的值将导致返回 NULL。
的值将导致返回NULL
,也就是小于0
就不会正常执行。
总结来说,就是可以控制线程池中的最多并发数量
2.1 dispatch_semaphore_signal
dispatch_semaphore_signal
- 在
dispatch_semaphore_signal
里面os_atomic_inc2o
原子操作自增加1
,然后会判断,如果value > 0
,就会返回0
。 - 例如
value
加1
之后还是小于0
,说明是一个负数
,也就是调用dispatch_semaphore_wait
次数太多了,dispatch_semaphore_wait
是做减操作的,等会后面会分析。 - 加一次后依然小于
0
就报异常"Unbalanced call to dispatch_semaphore_signal()
,然后会调用_dispatch_semaphore_signal_slow
方法的,做容错的处理,_dispatch_sema4_signal
是一个do while
循环
_dispatch_semaphore_signal_slow(dispatch_semaphore_t dsema)
_dispatch_sema4_create(&dsema->dsema_sema, _DSEMA4_POLICY_FIFO);
_dispatch_sema4_signal(&dsema->dsema_sema, 1);
return 1;
- _dispatch_sema4_signal
void
_dispatch_sema4_signal(_dispatch_sema4_t *sema, long count)
do
int ret = sem_post(sema);
DISPATCH_SEMAPHORE_VERIFY_RET(ret);
while (--count);
2.2 dispatch_semaphore_wait
dispatch_semaphore_wait
dispatch_semaphore_wait
源码如下:
os_atomic_dec2o
进行原子自减1
操作,也就是对value
值进行减操作,控制可并发数。- 如果可并发数为
2
,则调用该方法后,变为1
,表示现在并发数为1
,剩下还可同时执行1
个任务。如果初始值是0
,减操作之后为负数
,则会调用_dispatch_semaphore_wait_slow
方法。
_dispatch_semaphore_wait_slow
方法源码如下:
_dispatch_semaphore_wait_slow
- 这里对
dispatch_time_t timeout
进行判断处理,我们前面的例子里面传的是DISPATCH_TIME_FOREVER
,那么会调用_dispatch_sema4_wait
方法
void
_dispatch_sema4_wait(_dispatch_sema4_t *sema)
kern_return_t kr;
do
kr = semaphore_wait(*sema);
while (kr == KERN_ABORTED);
DISPATCH_SEMAPHORE_VERIFY_KR(kr);
_dispatch_sema4_wait
方法里面是一个do-while
循环,当不满足条件时,会一直循环下去,从而导致流程的阻塞。这也就解释了上面举例案里面的执行结果。
上面举例里面就相当于,下图中的情况
在上图框框的地方,① 相当于②,这里是do-while
循环,所有会执行任务 2
,任务 1
一直在循环等待。
3. 总结
dispatch_semaphore_wait
信号量等待,内部是对并发数做自减操作,如果为 小于0
,会执行_dispatch_semaphore_wait_slow
然后调用_dispatch_sema4_wait
是一个do-while
,知道满足条件结束循环dispatch_semaphore_signal
信号量释放 ,内部是对并发数做自加操作,直到大于0
时,为可操作- 保持
线程同步
,将异步执行
任务转换为同步执行
任务 - 保证
线程安全
,为线程加锁
,相当于自旋锁
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