讲讲 iOS 中的死锁

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一、什么是死锁

在 Swift 中，当两个线程都在等待对方释放资源时，就会发生deadlock 死锁。这会导致线程都处于永久等待状态，当主线程死锁，应用的表现上就是崩溃，其他子线程死锁可能导致卡死。

一个经典的例子

scss 复制代码

class ViewController: UIViewController {
    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        print(1)
        
        DispatchQueue.main.sync {
            print(2)
        }
        
        print(3)
    }
}

判断上述代码将会输出什么内容？这是一个经典的面试题，答案是输出 1，然后程序崩溃。

原因是：viewDidLoad 方法在主线程执行，先执行 print(1) 没有问题，然后 DispatchQueue.main.sync 方法会将 print(2) 任务插入到主队列的队尾，那么 print(2) 就需要等待 print(3) 先执行，但 print(2) 又需要在 print(3) 之前同步执行，两个任务互相等待，造成死锁。

在看一个其他线程的死锁

scss 复制代码

class ViewController: UIViewController {
    let lock1 = NSLock()
    let lock2 = NSLock()
    
    override func viewDidLoad() {
        super.viewDidLoad()
        
        let thread1 = DispatchQueue(label: "thread1")
        let thread2 = DispatchQueue(label: "thread2")
        
        
        // 分别在两条线程中调用runThread1和runThread2
        thread1.async {
            self.runThread1()
        }
        
        thread2.async {
            self.runThread2()
        }
        
        // sleep 让主线程暂停以执行其他线程
        sleep(2)
        print("Main done")
    }
    
    func runThread1() {
        lock1.lock()
        sleep(1)
        
        lock2.lock()
        print("Thread 1 done")
        
        lock1.unlock()
        lock2.unlock()
    }
    
    func runThread2() {
        lock2.lock()
        sleep(1)
        
        lock1.lock()
        print("Thread 2 done")
        
        lock1.unlock()
        lock2.unlock()
    }
}

仔细观察上述代码，预测将会如何执行？结果是 runThread1 和 runThread2 两个方法中的 print 都不会执行。

原因是在上面的代码中:

thread1 先获取 lock1，然后 sleep 1 秒后想获取 lock2，但其实这时候 lock2 已经被 thread2 获取了，需要等待 lock2 释放。
thread2 先获取 lock2，然后 sleep 1 秒后想获取 lock1，但其实这时候 lock1 已经被 thread1 获取了，需要等待 lock1 释放。

最终导致 thread1 和 thread2 互相等待对方的锁释放，这就造成了互相等待的死锁情况。

如何检测死锁

在主线程中如果发生死锁情况通常会导致崩溃，问题很容易被发现，但如果是上述例子中那样，在子线程中发生的死锁，往往比较让人头疼。

当发现程序没有按照预期执行时，即 runThread1 和 runThread2 两个方法中的 print 都没有执行，可以手动点击 Xcode 底部工具栏中暂停应用程序按钮：

然后在 Xcode 左侧线程列表中，找到这两个线程：

点击展开后，可以看到当前线程执行到哪行代码，证明当前线程正卡在这里：

解决死锁问题

要解决上述事例中的死锁问题，方法有很多，可以从锁的角度出发，比如，在 runThread1 中先尝试在 2 秒中内尝试获取锁，如果不能获取，则放弃任务执行：

php 复制代码

guard lock2.lock(before: Date.now.addingTimeInterval(2)) else {
    print("2s 内无法获取锁")
    lock1.unlock()
    return
}

如何避免死锁

要避免死锁，可以通过以下方法:

锁的顺序一致: 所有线程都以相同的顺序请求多个锁
线程不持有锁时再请求新的锁: 只有线程释放了当前锁后，才能去请求新的锁
设置请求锁的超时时间: 如果在指定时间内请求不到锁，该线程可以先释放当前锁
使用递归锁: 递归锁同一个线程可以多次获取，避免多线程竞争同一把锁

按照这些原则编写代码，可以避免或者减少死锁的发生。

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