iOS底层探索之多线程(十二)—GCD源码分析(事件源dispatch_source)

1,265 阅读5分钟

这是我参与8月更文挑战的第20天,活动详情查看:8月更文挑战

回顾

在上篇博客已经对GCD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 dispatch_barrier_sync)

iOS底层探索之多线程(十)—GCD源码分析( 信号量 dispatch Semaphore)

iOS底层探索之多线程(十一)—GCD源码分析(调度组 dispatch_group)

1.Dispatch Source 介绍

Dispatch Source 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: 创建定时器方法

  • 点击屏幕开始

定时器控制方法 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:

运行结果

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.

  1. 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selfself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

  1. resume、suspend 调用次数保持平衡

dispatch_resume 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。

  1. source 创建与释放时机

sourcesuspend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

_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

dispatch_suspenddispatch_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
  • _dispatch_lane_suspend_slow _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,要注意恢复挂起平衡
  • sourcesuspend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selfself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

更多内容持续更新

🌹 喜欢就点个赞吧👍🌹

🌹 觉得有收获的,可以来一波,收藏+关注,评论 + 转发,以免你下次找不到我😁🌹

🌹欢迎大家留言交流,批评指正,互相学习😁,提升自我🌹