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iOS中的主线程（Main Thread）与主队列（Main Queue）

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iOS编程中，需要在主线程中进行操作时，我们经常会用到以下代码：

dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ 
    // TODO 0:     
});

仔细观察这部分代码， dispatch_get_main_queue() 实际获取的是 主队列（Main Queue） 。我们看dispatch_get_main_queue() 的官方文档：

Returns the main queue. This queue is created automatically on behalf of the main thread before main() is called.

而当我们需要判断当前线程是不是 主线程（Main Thread） 时，会这样写：

if ([NSThread isMainThread]) {
    // TODO 1:
}

那么我们会想到以下几个问题：

1. 主线程和主队列到底有什么关系？
2. 为什么通过 dispatch_get_main_queue() 就可以确保在代码在主线程执行了？
3. 主线程可以执行非主队列里的任务吗？

我们知道，主队列是系统自动为我们创建的一个串行队列，因此不用我们手动创建。在每个应用程序只有一个主队列，专门负责调度主线程里的任务，不允许开辟新的线程。也就是说，在主队列里的任务，即使是异步的，最终也只能在主线程中运行。因此，开头的第一段代码是可以保证在主线程中运行的。我们使用如下代码做测试：

- (void)testMainThread {
    NSLog(@"begin");
    for (int i = 0 ; i < 10; i ++) {
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"current Thread: %@; Task: %@",[NSThread currentThread], @(i));
        });
    }
    NSLog(@"end");
}

输出为：

2016-08-28 21:22:18.384 Test[72358:1633765] begin
2016-08-28 21:22:18.384 Test[72358:1633765] end
2016-08-28 21:22:18.388 Test[72358:1633765] isMainThread: 1; Task: 0
2016-08-28 21:22:18.388 Test[72358:1633765] isMainThread: 1; Task: 1
2016-08-28 21:22:18.388 Test[72358:1633765] isMainThread: 1; Task: 2
2016-08-28 21:22:18.388 Test[72358:1633765] isMainThread: 1; Task: 3
2016-08-28 21:22:18.389 Test[72358:1633765] isMainThread: 1; Task: 4

由于block内的任务是异步执行，主线程在将当前方法（testMainThread ）执行完毕之后，才会去继续执行主队列里的任务。那么如果我们把异步任务换成同步的出现什么结果呢？

- (void)testMainThread {
    NSLog(@"begin");
    for (int i = 0 ; i < 10; i ++) {
        dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
            NSLog(@"current Thread: %@; Task: %@",[NSThread currentThread], @(i));
        });
    }
    NSLog(@"end");
}

输出为：

2016-08-28 21:26:29.918 Test[72386:1636378] begin

也就是说，主线层被阻塞了。这个也好理解，因为此时主队列里的任务是同步执行的，同步任务必需被立刻执行。但同时由于主线程里的testMainThread 还没有执行完，主线程没法去处理主队列里的任务，导致程序死锁。也就是说主线程空闲时才会调度队列中的任务在主线程执行, 如果当前主线程正在有任务执行，那么无论主队列中当前被添加了什么任务，都不会被调度。 这也是我们平常写代码需要注意的。

主队列的任务一定在主线程中执行，那么我们再来看最后一个问题：主线程可以执行非主队列里的任务吗？ 我们使用下面的代码做测试：

 NSLog(@"isMainThread: %@", @([NSThread isMainThread]));
dispatch_sync(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    NSLog(@"isMainThread: %@", @([NSThread isMainThread]));
});

在主线程中同步执行一个后台队列（使用dispatch_get_global_queue() 方法获取系统创建的全局并发队列）的任务。运行输出为：

2016-08-28 21:55:26.262 Test[72533:1649394] isMainThread: 1
2016-08-28 21:55:26.263 Test[72533:1649394] isMainThread: 1

可以看到，这个后台队列的任务也是在主线程中执行的。下面是从 http://blog.benjamin-encz.de 的一篇博客 摘抄下来的一段说明：

While doing some research for this post I found a commit to libdispatch that ensures that blocks dispatched with dispatch_sync are always executed on the current thread. This means if you use dispatch_sync to dispatch a block from the main queue to a concurrent background queue, the code executing on the background queue will actually be executed on the main thread. While this might not be entirely intuitive, it makes sense: since the main queue needs to wait until the dispatched block completed, the main thread will be available to process blocks from queues other than the main queue.

所以，主线程是可以执行主队列之外其他队列的任务的。即使[NSThread mainThread] 判断当前线程是主线程，也不能保证当前执行的任务是主队列的任务（系统并没有为我们提供一个判断是不是在主队列的API）。