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OC-多线程-单例模式

OC-多线程-单例模式

说起单例,我们一般使用GCD的dispath_once来创建单例

OC-多线程-单例模式插图
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对于单例,需要知道以下两个问题:

  • 1.单例为什么只执行一次,底层是如何控制的
  • 2.单例的block是在什么时候进行调用

下面我们来探究一下

单例为什么只执行一次

再进入dispatch_once的源码前,我们先看下dispatch_once的参数

  • 1.onceToken,这是一个静态变量,由于不同位置定义的静态变量是不同的,所以静态变量具有唯一性
  • 2.block回到
OC-多线程-单例模式插图1
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我们看到会调用dispatch_once_f,其中val是外界传入onceToken静态变量,而func是_dispatch_Block_invoke(block),我们看下dispatch_once_f的底层实现

OC-多线程-单例模式插图2
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OC-多线程-单例模式插图3
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通过上面代码,可以知道底层主要分为以下几步

  • 1.将val,也就是静态变量转换为dispatch_once_gate_t类型变量l
  • 2.通过os_atomic_load获取此时的任务的标识符v
  • 3.如果v等于DLOCK_ONCE_DONE,表示任务执行过了,只接return
  • 4.如果任务执行后,加锁失败了,则走到_dispatch_once_mark_done_if_quiesced函数,函数里再次进行存储,将标识符置为DLOCK_ONCE_DONE
  • 5.反之,则通过_dispatch_once_gate_tryenter尝试进入任务,即解锁,然后执行_dispatch_once_callout执行block回调
  • 6.如果此时有任务正在执行再有任务进来,则通过_dispatch_once_wait函数让新来的任务进入无限次等待

单例block是什么时候调用

上面我们知道func就是任务block,而处理func的方法就是_dispatch_once_callout,前面判断_dispatch_once_gate_tryenter解锁,我们看下_dispatch_once_gate_tryenter这个方法实现

OC-多线程-单例模式插图4
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其源码主要是通过底层的os_atomic_cmpxchg方法进行对比,如果比较没有问题,则进行加锁,即任务的标识置为DLOCK_ONCE_UNLOCKED。 我们下面看下_dispatch_once_callout方法源码

OC-多线程-单例模式插图5
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上面方法主要分两步:

  • 1._dispatch_client_callout:block回调执行
  • 2._dispatch_once_gate_broadcast:进行广播

先看下_dispatch_client_callout方法实现

OC-多线程-单例模式插图6
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_dispatch_client_callout主要执行回调,其中f就是传入的_dispatch_Block_invoke(block),即异步回调

再看下_dispatch_once_gate_broadcast方法实现

OC-多线程-单例模式插图7
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OC-多线程-单例模式插图8
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进入 _dispatch_once_gate_broadcast -> _dispatch_once_mark_done源码,主要就是给dgo->dgo_once一个值,然后将任务的标识符为DLOCK_ONCE_DONE,即解锁

单例总结

上面我们对单例进行了探索,解开了上面所提出的问题。下面总结一下:

  • 1.【单例执行一次原理】:GCD单例中,有两个重要参数,onceTokenblock,其中onceToken是静态变量,具有唯一性,在底层被封装成了dispatch_once_gate_t类型的变量ll主要是用来获取底层原子封装性的关联,即变量v,通过v来查询任务的状态,如果此时v等于DLOCK_ONCE_DONE,说明任务已经处理过一次了,直接return。
  • 2.【block调用时机】:如果此时任务没有执行过,则会在底层通过C++函数的比较,将任务进行加锁,即任务状态置为DLOCK_ONCE_UNLOCK,目的是为了保证当前任务执行的唯一性防止在其他地方有多次定义。加锁之后进行block回调函数的执行,执行完成后,将当前任务解锁将当前的任务状态置为DLOCK_ONCE_DONE,在下次进来时,就不会在执行,会直接返回
  • 3.【对多线程的印象】:如果在当前任务执行期间,有其他任务进来,会进入无限次等待,原因是当前任务已经获取了锁,进行了加锁,其他任务是无法获取锁的。
OC-多线程-单例模式插图9
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