iOS与OS多线程和内存管理----GCD底层实现

本文主要是介绍iOS与OS多线程和内存管理----GCD底层实现，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

GCD实现
GCD实在内核XNU上实现的，实现Dispatch Queue的软件组建：
libdispatch组件，主要提供Dispatch Queue技术；
Libc（pthreads）组件，主要提供prhread_workqueue技术；
XNU内核，主要提供workqueue技术。

我们使用的GCD的API是C语言函数，全部包含在LIBdispatch库中，Dispatch Queue通过结构体和链表被实现为FIFO的队列；而FIFO的队列是由dispatch_async等函数追加的Block来管理的；Block不是直接加入FIFO队列，而是先加入Dispatch Continuation结构体，然后在加入FIFO队列，Dispatch Continuation用于记忆Block所属的Dispatch Group和其他一些信息（相当于上下文）。

Dispatch Queue可通过dispatch_set_target_queue()设定，可以设定执行该Dispatch Queue处理的Dispatch Queue为目标。该目标可像串珠子一样，设定多个连接在一起的Dispatch Queue,但是在连接串的最后必须设定Main Dispatch Queue，或各种优先级的Global Dispatch Queue,或是准备用于Serial Dispatch Queue的Global Dispatch Queue

Global Dispatch Queue的8种优先级：
.High priority
.Default Priority
.Low Priority
.Background Priority
.High Overcommit Priority
.Default Overcommit Priority
.Low Overcommit Priority
.Background Overcommit Priority
附有Overcommit的Global Dispatch Queue使用在Serial Dispatch Queue中，不管系统状态如何，都会强制生成线程的 Dispatch Queue。 这8种Global Dispatch Queue各使用1个pthread_workqueue

(1)GCD初始化时，使用pthread_workqueue_create_np函数生成pthread_workqueue。pthread_workqueue包含在Libc提供的pthreads的API中，他使用bsthread_register和workq_open系统调用，在初始化XNU内核的workqueue之后获取workqueue信息。
其中XNU有四种workqueue：
WORKQUEUE_HIGH_PRIOQUEUE
WORKQUEUE_DEFAULT_PRIOQUEUE
WORKQUEUE_LOW_PRIOQUEUE
WORKQUEUE_BG_PRIOQUEUE
这四种workqueue与Global Dispatch Queue的执行优先级相同

2、Dispatch Queue执行block的过程。
（1）当在Global Dispatch Queue中执行Block时，libdispatch从Global Dispatch Queue自身的FIFO中取出Dispatch Continuation，调用pthread_workqueue_additem_np函数，将该Global Dispatch Queue、符合其优先级的workqueue信息以及执行Dispatch Continuation的回调函数等传递给pthread_workqueue_additem_np函数的参数
（2）thread_workqueue_additem_np()使用workq_kernreturn系统调用，通知workqueue增加应当执行的项目。
（3）根据该通知，XUN内核基于系统状态判断是否要生成线程，如果是Overcommit优先级的Global Dispatch Queue，workqueue则始终生成线程。
（4）workqueue的线程执行pthread_workqueue(),该函数用libdispatch的回调函数，在回调函数中执行执行加入到
Dispatch Continuatin的Block
（5）Block执行结束后，进行通知Dispatch Group结束，释放Dispatch Continuation等处理，开始准备执行加入到Dispatch Continuation中的下一个Block

Global Dispatch Queue与pthread_workqueue、work queue的关系图

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