带 GCD 的异步 NSStream I/O

Question

我正在使用从其接收数据的外部设备。我想在一个线程中异步处理它的数据读/写队列。

我已经让它大部分工作了：有一个类可以简单地管理两个流，使用 NSStreamDelegate 响应传入数据，以及响应 NSStreamEventHasSpaceAvailable 发送在缓冲区中等待的数据未能提前发送。

这个类，我们称之为SerialIOStream，不知道线程或GCD队列。相反，它的用户，我们称之为DeviceCommunicator，使用一个 GCD 队列，它在其中初始化 SerialIOStream 类（依次创建和打开流，在当前运行循环中调度它们）：

ioQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0);
dispatch_async(ioQueue, ^{ 
    ioStreams = [[SerialIOStream alloc] initWithPath:[@"/dev/tty.mydevice"]];
    [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
});

这样，SerialIOStreams stream:handleEvent: 方法显然会在 GCD 队列中运行。

但是，这会导致一些问题。我相信我遇到了并发问题，直到崩溃，主要是在将未决数据提供给输出流的时候。代码中有一个关键部分，我将缓冲的输出数据传递给流，然后查看流中实际接受了多少数据，然后从缓冲区中删除该部分：

NSInteger n = self.dataToWrite.length;
if (n > 0 && stream.hasSpaceAvailable) {
    NSInteger bytesWritten = [stream write:self.dataToWrite.bytes maxLength:n];
    if (bytesWritten > 0) {
        [self.dataToWrite replaceBytesInRange:NSMakeRange(0, bytesWritten) withBytes:NULL length:0];
    }
}

上面的代码可以从两个地方调用：

1. 来自用户 (DeviceCommunicator)
2. 来自本地stream:handleEvent: 方法，在被告知输出流中有空间之后。

那些可能（当然是）在单独的线程中运行，因此我需要确保它们不会同时运行此代码。

我想在发送新数据时使用DeviceCommunicator 中的以下代码来解决这个问题：

dispatch_async (ioQueue, ^{
    [ioStreams writeData:data];
});

（writeData 将数据添加到dataToWrite，见上文，然后运行将其发送到流的上述代码。）

但是，这不起作用，显然是因为 ioQueue 是一个并发队列，它可能决定使用任何可用的线程，因此当 writeData 被 DeviceCommunicator 调用时会导致竞争条件，同时还有一个从 stream:handleEvent: 在单独的线程上调用它。

所以，我想我是在对 GCD 队列的明显误解中混入对线程的期望（我比较熟悉）。

我该如何正确解决这个问题？

我可以添加一个 NSLock，用它来保护 writeData 方法，我相信这会解决那个地方的问题。但我不太确定 GCD 应该是如何使用的 - 我觉得这将是一个障碍。

我是否应该创建一个单独的类，使用它自己的串行队列来访问和修改dataToWrite 缓冲区，也许？

我仍在尝试掌握与此相关的模式。不知何故，它看起来像一个经典的生产者/消费者模式，但在两个层面上，我做的不对。

Answer 1

长话短说：不要越过溪流！ （哈哈）

NSStream 是一个基于 RunLoop 的抽象（也就是说，它打算在 NSRunLoop 上协同工作，这是一种早于 GCD 的方法）。如果您主要使用 GCD 在其余代码中支持并发，那么NSStream 不是执行 I/O 的理想选择。 GCD 提供了自己的 API 来管理 I/O。请参阅this page 上标题为“管理调度 I/O”的部分。

如果您想继续使用NSStream，您可以通过将NSStreams 安排在主线程RunLoop 上来实现，或者您可以启动一个专用的后台线程，将其安排在那边的RunLoop 上，然后在该线程和 GCD 队列之间来回编组数据。 （...但不要那样做；只要硬着头皮使用dispatch_io。）