GCD串行队列dispatch sync与async执行死锁问题咨询

核心前置规则 #

首先明确几个关键的GCD执行规则，修正概念误区：

• 串行队列的任务严格遵循 FIFO（先进先出） 执行顺序：前一个任务没有完全执行结束，队列绝对不会开始执行后一个排队的任务。
• sync 方法的核心特性：阻塞当前调用线程，直到你提交给sync的任务完全执行完成，方法才会返回。
• 你之前理解的「sync在调用方线程执行任务」存在小误差：GCD会优先选择当前空闲线程执行sync任务，核心约束是「必须等任务执行完再返回」，执行线程不是固定为调用方线程。

代码片段1（正常运行）执行流程 #

serialQ.sync {
    print(1)
    serialQ.async {
        print(2)
    }
    serialQ.async {
        print(3)
    }
}

完整执行步骤如下：

1. 假设这段代码是在和serialQ无关的线程（比如主线程）调用的。首先serialQ.sync会把外层的大闭包任务提交到serialQ的队尾，同时阻塞当前调用的主线程，等待外层闭包执行完成再返回。
2. 此时serialQ是空队列，外层闭包立刻开始执行，首先输出1。
3. 接下来执行serialQ.async提交print(2)的任务：任务追加到serialQ队尾，async不阻塞当前线程，代码直接往下走。
4. 再执行serialQ.async提交print(3)的任务：同样追加到serialQ队尾，不阻塞，代码继续往下走。
5. 此时外层闭包的所有代码执行完成，主线程的阻塞状态解除。
6. 最后serialQ按照FIFO顺序执行排队的两个异步任务，依次输出2、3，整个流程没有依赖冲突，不会触发死锁。

代码片段2（触发死锁）执行流程 #

serialQ.async {
    print(1)
    serialQ.async {
        print(2)
    }
    serialQ.sync {
        print(3)
    }
} 

死锁触发逻辑如下：

1. 首先调用serialQ.async把外层大闭包提交到serialQ队尾，async不阻塞调用线程，直接返回。
2. 此时serialQ是空队列，外层闭包立刻开始执行，首先输出1。
3. 接下来执行serialQ.async提交print(2)的任务：任务追加到serialQ队尾，async不阻塞，代码继续往下走。
4. 触发死锁的关键点：接下来执行serialQ.sync提交print(3)的任务时，当前调用sync的线程，正好就是serialQ用来执行外层闭包的线程：
   • 第一步，sync会把print(3)的任务追加到serialQ的队尾，此时serialQ的排队顺序为：「正在执行的外层闭包任务」→「print(2)任务」→「print(3)任务」。
   • 第二步，sync会立刻阻塞当前serialQ的执行线程，等待print(3)任务执行完成后才会返回。
   • 但串行队列的FIFO规则要求，必须等前一个任务执行完才能执行下一个，现在外层闭包卡在sync调用的位置，永远执行不完，排在后面的print(2)、print(3)任务永远没有机会出队执行。
   • 外层闭包等待print(3)执行完成才能继续，print(3)等待外层闭包执行结束才能出队执行，二者形成循环等待，直接触发死锁。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Samarth Kejriwal