在并发队列使用信号量会可能会造成线程优先级反转

一、在 iOS16 & XCode14 上遇到 - 使用信号量造成线程优先级反转问题 提醒

经过查询资料，发现是在 XCode14 上增加了工具，比如 ：

Thread Performance Checker （XCode14 上默认开启的），这个工具会让 APP 在运行的时候，发现有例如线程优先级反转和非 UI 工作在主线程上运行等问题的时候，就会在 XCode 问题导航栏中提示该卡顿风险警告，可以帮助我们在开发初期就能发现并解决隐含的卡顿风险问题；这个不是崩溃，如果不想要，可以在 “Product -> Scheme - > Edit Scheme 的 Diagnostics 中去掉 Thread Performance Checker 勾选”

XCode14 还有其他一些新增加的工具类，可参考 iOS卡顿检测

二、关于线程优先级反转

优先级反转（Poiority Inversion） 指高优先级任务需要等待低优先级任务执行完成才能继续执行，这种情况下优先级被反转了。

举例：有三个线程分别为：A、B、C。优先级 A > B > C，线程 A 和 B 处于挂起状态，等待某一事件发生，线程 C 正在运行，此时任务 C 开始使用共享资源 Source。在使用 Source 时，线程 A 等待事件到来，线程 A 转为就绪态，因为线程 A 优先级比线程 C 高，所以线程 A 会立即执行。当线程 A 要使用共享资源 Source 时，由于共享资源 Source 正在被线程 C 使用，因此线程 A 被挂起，线程 C 开始运行。如果此时中等优先级线程 B 等待事件到来，则线程 B 转为就绪态。由于线程 B 优先级比线程 C 高，因此线程 B 开始运行，直到其运行完毕，线程 C 才开始运行。直到线程 C 释放共享资源 Source 后，线程 A 才得以执行。在这种情况下，优先级发生了翻转，线程 B 先于线程 A 运行。

三、优先级反转会造成什么后果

低优先级的任务比高优先级的任务先执行，导致任务的错乱，逻辑错乱；

可能造成系统崩溃；

死锁；优先级低的线程迟迟得不到调度，具有高优先级的线程不能执行，死锁；

四、怎么避免线程优先级反转

如果当前线程因等待某线程上正在进行的 操作如（block1）而受阻，而系统知道 block1 的所在的目标线程，系统会通过提高相关线程的优先级来解决优先级反转的问题 （如线程 A 在尝试获取共享资源而被挂起的期间内，将线程 C 的优先级提升到同线程 A 的优先级，等线程 C 处理结束，降回原优先级，这样能防止 C 被 B 抢占）。如果不知道 block1 所在的目标线程，则无法知道应该提高谁的优先级，也就无法解决反转的问题，如信号量。

五、使用信号量可能会造成线程优先级反转，且无法避免

QoS （Quality of Service），用来指示某任务或者队列的运行优先级；

1、记录了持有者的 api 都可以自动避免优先级反转，系统会通过提高相关线程的优先级来解决优先级反转的问题，如 dispatch_sync, 如果系统不知道持有者所在的线程，则无法知道应该提高谁的优先级，也就无法解决反转问题。

2、慎用 dispatch_semaphore 做线程同步

dispatch_semaphore 容易造成优先级反转，因为 api 没有记录是哪个线程持有了信号量，所以有高优先级的线程在等待锁的时候，内核无法知道该提高那个线程的优先级（QoS）；

3、dispatch_semaphore 不能避免优先级反转的原因

在调用 dispatch_semaphore_wait() 的时候，系统不知道哪个线程会调用 dispatch_semaphore_signal()方法，系统无法知道 owner 信息，无法调整优先级。dispatch_group 和 semaphore 类似，在调用 enter()方法的时候，无法预知谁会 leave()，所以系统也不知道 owner 信息

参考资料：

优先级反转

优先级反转那些事儿

Diagnosing Performance issues early

dispatch_semaphore 会造成优先级反转，慎用！

作者：京东零售 孙巧巧

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