并发队列中DispatchSourceTimer事件与取消回调同步性及线程安全问询

核心结论 #

• 你观察到单次定时器触发事件后仍执行取消回调是符合libdispatch设计的：官方文档描述的cancel()会「阻止事件handler后续调用」，指的是阻止还未提交到队列的新事件，已经触发提交、正在队列中等待/已经开始执行的事件handler不会被中断，且取消handler无论事件是否触发都会最终调度执行。
• 你不能假设cancel()调用和事件handler在业务层面是互斥同步的：libdispatch内部的同步仅保证dispatch source的状态不会出现异常，不会序列化已经提交的两个handler的执行，默认使用全局并发队列的情况下，事件handler和取消handler完全可能在不同线程并行执行。
• 你当前的DispatchWorkItem写法存在竞态条件，线程不安全：DispatchWorkItem.cancel()仅会标记任务为取消状态，不会中断已经开始执行的任务，会出现取消handler已经启动执行，事件handler才调用cancel()的情况，最终两个回调逻辑都会执行。

安全实现方案 #

最简单可靠的方案是给定时器指定自定义串行队列作为目标队列，所有回调都会被序列化到该队列执行，天然避免并发竞态，通过布尔状态位即可保证两个回调仅执行一个：

// 自定义串行队列，所有timer回调都派发到该队列执行，保证串行无并发
let timerQueue = DispatchQueue(label: "com.example.timer.serialQueue")
let timer = DispatchSource.makeTimerSource(queue: timerQueue)

// 状态位仅在timerQueue上读写，无需额外加锁
var hasExecuted = false

timer.setEventHandler {
    guard !hasExecuted else { return }
    hasExecuted = true
    // 事件业务逻辑
    print("event handler")
}

timer.setCancelHandler {
    guard !hasExecuted else { return }
    hasExecuted = true
    // 取消业务逻辑
    print("cancel handler")
}

timer.schedule(wallDeadline: .now())
timer.activate()

DispatchQueue.global().asyncAfter(deadline: .now() + .seconds(1)) {
    timer.cancel()
}

如果要继续使用DispatchWorkItem方案，需要同时满足两个条件：

1. 给timer指定串行队列作为目标队列，序列化两个回调的执行
2. 在取消任务开头判断取消状态，避免已经被标记取消的任务继续执行

let timerQueue = DispatchQueue(label: "com.example.timer.serialQueue")
let timer = DispatchSource.makeTimerSource(queue: timerQueue)

let cancelHandler = DispatchWorkItem {
    guard !cancelHandler.isCancelled else { return }
    print("cancel handler")
}

timer.setEventHandler {
    cancelHandler.cancel()
    print("event handler")
}

timer.setCancelHandler(handler: cancelHandler)
timer.schedule(wallDeadline: .now())
timer.activate()

DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: .now() + .seconds(1)) {
    timer.cancel()
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者pronebird