IOS線程死鎖詳細介紹-創(chuàng)新互聯(lián)

iOS線程死鎖

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前言：

    在chat view的開發(fā)過程中，添加了“混合標簽添加與顯示”，app出現(xiàn)發(fā)送圖片會出現(xiàn)卡死的情況，但過了大約30～40 second后會恢復正常。

問題分析：

    因為沒有任何報錯與提示，只能根據(jù)表面現(xiàn)象慢慢分析，經(jīng)過多次測試與觀察得出以下規(guī)律：

    （1）發(fā)送表情與文本不會發(fā)生該情況，只有發(fā)送圖片才會發(fā)生app界面卡死的情況。（主線程阻塞，與大文件上傳有關(guān)）
     （2）app卡死一定時間后會恢復正常，但時間不定，大約范圍在30～40 second。（主線程解除阻塞，與系統(tǒng)某些機制有關(guān)）
     （3）當界面中有g(shù)if圖時才會發(fā)生，界面中全是移動端本地圖片是能順利發(fā)送。（與gif下載有關(guān)）

    根據(jù)上述現(xiàn)象，可以總結(jié)為：主線程阻塞，過后因通信通信失敗而阻塞解除。

    因為與gif圖的下載有關(guān)，于是分析gif的下載實現(xiàn)，gif圖的下載由以下代碼實現(xiàn)。

       NSData *gifImageData = [NSDatadataWithContentsOfURL:model.imageRemoteURL];
        FLAnimatedImage *FLAImage = [FLAnimatedImageanimatedImageWithGIFData:gifImageData];

    其中，關(guān)于NSData的靜態(tài)方法dataWithContentsOfURL的說明中有以下使用說明。

Important
Do not use this synchronous method to request network-based URLs. For network-based URLs, this method can block the current thread for tens of seconds on a slow network, resulting in a poor user experience, and in iOS, may cause your app to be terminated.

    這里說明了要盡量避免使用dataWithContentsOfURL從網(wǎng)絡(luò)下載資源，因為它會阻塞當前線程，若下載的文件比較大而網(wǎng)絡(luò)又不好就會帶來很差的用戶體驗，對于iOS設(shè)備還可能引起app被迫終止。

雖然只需要把dataWithContentsOfURL放置到別的線程中實現(xiàn)，又或者使用NSURLConnect、NSURLSession中的異步請求方法也能解決問題，但本質(zhì)上引起這問題是因為調(diào)用dataWithContentsOfURL時網(wǎng)絡(luò)環(huán)境差嗎？

明顯不是，因為測試環(huán)境是模擬器，模擬器的cpu、網(wǎng)絡(luò)通信是比真機要好的，只有GPU是不如真機。而且問題的出現(xiàn)規(guī)律是固定。

但dataWithContentsOfURL已經(jīng)解析了為什么主線程阻塞，那么現(xiàn)在需要解析為什么會阻塞那么長的時間。

    CPU分析結(jié)果：
     
     

      圖中的標記的那段是發(fā)生異常情況時的CPU的情況。從CPU圖上可以更加肯定線程是并沒有死掉的，而且進入了無法響應的狀態(tài)，因此可以判斷出發(fā)生線程死鎖的情況。

線程死鎖     

    死鎖的概念：

死鎖是進程死鎖的簡稱，是由Dijkstra于1965年研究銀行家算法時首先提出來的。它是計算機操作系統(tǒng)乃至并發(fā)程序設(shè)計中最難處理的問題之一。實際上，死鎖問題不僅在計算機系統(tǒng)中存在，在我們?nèi)粘Ｉ钪兴矎V泛存在。

我們先看看這樣一個生活中的例子：在一條河上有一座橋，橋面較窄，只能容納一輛汽車通過，無法讓兩輛汽車并行。如果有兩輛汽車A和B分別由橋的兩端駛上該橋，則對于A車來說，它走過橋面左面的一段路（即占有了橋的一部分資源），要想過橋還須等待B車讓出右邊的橋面，此時A車不能前進；對于B車來說，它走過橋面右邊的一段路（即占有了橋的一部分資源），要想過橋還須等待A車讓出左邊的橋面，此時B車也不能前進。兩邊的車都不倒車，結(jié)果造成互相等待對方讓出橋面，但是誰也不讓路，就會無休止地等下去。這種現(xiàn)象就是死鎖。如果把汽車比做進程，橋面作為資源，那麼上述問題就描述為：進程A占有資源R1，等待進程B占有的資源Rr；進程B占有資源Rr，等待進程A占有的資源R1。而且資源R1和Rr只允許一個進程占用，即：不允許兩個進程同時占用。結(jié)果，兩個進程都不能繼續(xù)執(zhí)行，若不采取其它措施，這種循環(huán)等待狀況會無限期持續(xù)下去，就發(fā)生了進程死鎖。

    上圖是一張描述一個簡單的死鎖模型的圖，首先Thread1鎖定占有資源Y，Thread2鎖定占有資源X，但同時相互向?qū)Ψ秸埱筚Y源，因此都無法釋放自身資源去訪問下一個資源，結(jié)果兩個線程相互阻塞。

死鎖的四個充分必要條件

    從以上分析可見，如果在計算機系統(tǒng)中同時具備下面四個必要條件時，那麼會發(fā)生死鎖。換句話說，只要下面四個條件有一個不具備，系統(tǒng)就不會出現(xiàn)死鎖。

   〈1〉互斥條件。即某個資源在一段時間內(nèi)只能由一個進程占有，不能同時被兩個或兩個以上的進程占有。這種獨占資源如CD-ROM驅(qū)動器，打印機等等，必須在占有該資源的進程主動釋放它之后，其它進程才能占有該資源。這是由資源本身的屬性所決定的。如獨木橋就是一種獨占資源，兩方的人不能同時過橋。

   〈2〉不可搶占條件。進程所獲得的資源在未使用完畢之前，資源申請者不能強行地從資源占有者手中奪取資源，而只能由該資源的占有者進程自行釋放。如過獨木橋的人不能強迫對方后退，也不能非法地將對方推下橋，必須是橋上的人自己過橋后空出橋面（即主動釋放占有資源），對方的人才能過橋。

   〈3〉占有且申請條件。進程至少已經(jīng)占有一個資源，但又申請新的資源；由于該資源已被另外進程占有，此時該進程阻塞；但是，它在等待新資源之時，仍繼續(xù)占用已占有的資源。還以過獨木橋為例，甲乙兩人在橋上相遇。甲走過一段橋面（即占有了一些資源），還需要走其余的橋面（申請新的資源），但那部分橋面被乙占有（乙走過一段橋面）。甲過不去，前進不能，又不后退；乙也處于同樣的狀況。

   〈4〉循環(huán)等待條件。存在一個進程等待序列{P1，P2，...，Pn}，其中P1等待P2所占有的某一資源，P2等待P3所占有的某一源，......，而Pn等待P1所占有的的某一資源，形成一個進程循環(huán)等待環(huán)。就像前面的過獨木橋問題，甲等待乙占有的橋面，而乙又等待甲占有的橋面，從而彼此循環(huán)等待。

上面我們提到的這四個條件在死鎖時會同時發(fā)生。也就是說，只要有一個必要條件不滿足，則死鎖就可以排除。

項目中死鎖的形成與解決

    根據(jù)以上理論，以及斷點調(diào)試，可以分析得項目的形成，如下圖所描述。

因此只要讓同步下載時不會掛起主線程就可以避免線程死鎖的情況發(fā)生。因此項目中使用NSURLConnet的同步請求方法實現(xiàn)下載即可， 因為它不會掛起主線程，還能讓其他線程往主線程中添加代碼塊block。

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