iOS GCD 底层源码分析

创建队列底层源码分析

通过上篇文章 iOS 深入了解 GCD 函数和队列中，我们了解函数和队列，知道队列的创建时通过 GCD 中的dispatch_queue_create方法，下面我们在libdispatch.dylib(libdispatch-1173.60.1) 去探索队列是如何创建的(源码下载)

搜索 dispatch_queue_create

arduino 复制代码

dispatch_queue_t
dispatch_queue_create(const char *label, dispatch_queue_attr_t attr) {
    return _dispatch_lane_create_with_target(label, attr, DISPATCH_TARGET_QUEUE_DEFAULT, true);
}

搜索 _dispatch_lane_create_with_target

scss 复制代码

DISPATCH_NOINLINE
static dispatch_queue_t
_dispatch_lane_create_with_target(const char *label, dispatch_queue_attr_t dqa,
        dispatch_queue_t tq, bool legacy) {
    // dqai 创建 -
    dispatch_queue_attr_info_t dqai = _dispatch_queue_attr_to_info(dqa);
    
    // 第一步：规范化参数，例如qos, overcommit, tq
    ...
    
    // 拼接队列名称
    const void *vtable;
    dispatch_queue_flags_t dqf = legacy ? DQF_MUTABLE : 0;
    if (dqai.dqai_concurrent) { //vtable表示类的类型
        // OS_dispatch_queue_concurrent
        vtable = DISPATCH_VTABLE(queue_concurrent);
    } else {
        vtable = DISPATCH_VTABLE(queue_serial);
    }
    
    ....
    
    // 开辟内存 生成响应的对象 queue
    dispatch_lane_t dq = _dispatch_object_alloc(vtable,
            sizeof(struct dispatch_lane_s)); // alloc
    // 构造方法        
    // 根据 dqai.dqai_concurrent 的值，就能判断队列是串行还是并发
    _dispatch_queue_init(dq, dqf, dqai.dqai_concurrent ?
            DISPATCH_QUEUE_WIDTH_MAX : 1, DISPATCH_QUEUE_ROLE_INNER |
            (dqai.dqai_inactive ? DISPATCH_QUEUE_INACTIVE : 0)); // init
    // 设置队列 label 标识符
    dq->dq_label = label;
    // 优先级处理
    dq->dq_priority = _dispatch_priority_make((dispatch_qos_t)dqai.dqai_qos, dqai.dqai_relpri);
    
    ...
    
    // 类似于类与元类的绑定，不是直接的继承关系，而是类似于模型与模板的关系
    dq->do_targetq = tq;
    _dispatch_object_debug(dq, "%s", __func__);
    return _dispatch_trace_queue_create(dq)._dq;
}

【第一步】第6行通过_dispatch_queue_attr_to_info方法传入dqa（即队列类型，串行、并发等）创建dispatch_queue_attr_info_t类型的对象dqai，用于存储队列的相关属性信息。

_dispatch_queue_attr_to_info 方法代码如下:

【第二步】看423 ~ 430行，判断当前传入的 dqa 是串行(NULL)还是并发。如果是串行(NULL)就直接返回 dqa，否则就继续往下走看432 ~ 460行。438行是苹果的算法，441 ~ 458行是位域。

【第三步】看16行通过DISPATCH_VTABLE拼接队列名称，即vtable。其中DISPATCH_VTABLE是宏定义，如下所示，队列的类型是通过OS_dispatch_+ 队列类型queue_concurrent拼接而成的。

串行队列类型：OS_dispatch_queue_serial，验证如下

并发队列类型：OS_dispatch_queue_concurrent，验证如下

scss 复制代码

#define DISPATCH_VTABLE(name) DISPATCH_OBJC_CLASS(name)
#define DISPATCH_OBJC_CLASS(name)   (&DISPATCH_CLASS_SYMBOL(name))
#define DISPATCH_CLASS(name) OS_dispatch_##name

【第四步】看26 ~ 30行通过_dispatch_object_alloc + _dispatch_queue_init初始化队列，即dq。其中在_dispatch_queue_init传参中根据dqai.dqai_concurrent的布尔值，就能判断队列是串行还是并发，而vtable表示队列的类型，说明队列也是对象。

进入_dispatch_object_alloc -> _os_object_alloc_realized方法中设置了 isa 的指向，从这里可以验证队列也是对象的说法。

_dispatch_object_alloc 方法代码如下：

_os_object_alloc_realized 方法代码如下:

进入_dispatch_queue_init方法，队列类型是dispatch_queue_t，并设置队列的相关属性。

【第五步】通过_dispatch_trace_queue_create对创建的队列进行处理，其中_dispatch_trace_queue_create是_dispatch_introspection_queue_create封装的宏定义，最后会返回处理过的_dq。

进入_dispatch_introspection_queue_create_hook -> dispatch_introspection_queue_get_info -> _dispatch_introspection_lane_get_info中可以看出，与我们自定义的类还是有所区别的，创建队列在底层的实现是通过模板创建的。

总结

队列创建方法dispatch_queue_create中的参数二(即队列类型), 决定了下层中 max & 1(用于区分是串行还是并发), 其中1表示串行。
queue也是一个对象，也需要通过底层 alloc + init 创建, 并且在 alloc 中也有一个class, 这个class是通过宏定义拼接而成，并且同时会指定isa的指向。
创建队列在底层的处理是通过模板创建的，其类型是dispatch_introspection_queue_s结构体。

dispatch_queue_create底层分析流程如下图所示