# macOS GCD - Grand Central Dispatch
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## 基本信息
**Grand Central Dispatch (GCD)**，也被称为**libdispatch**，在macOS和iOS上都可用。这是由Apple开发的一项技术，用于优化应用程序在多核硬件上的并发（多线程）执行支持。
**GCD**提供和管理**FIFO队列**，您的应用程序可以将**块对象**形式的**任务提交**到这些队列中。提交到调度队列的块会在系统完全管理的线程池上执行。GCD会自动创建线程来执行调度队列中的任务，并将这些任务安排在可用的核心上运行。
{% hint style="success" %}
简而言之，要在**并行**中执行代码，进程可以将**代码块发送给GCD**，GCD将负责执行它们。因此，进程不会创建新线程；**GCD使用自己的线程池执行给定的代码**。
{% endhint %}
这对于成功管理并行执行非常有帮助，大大减少了进程创建的线程数量，并优化了并行执行。这对于需要**很高的并行性**（暴力破解？）或者不应该阻塞主线程的任务非常有用：例如，在iOS上，主线程处理UI交互，因此通过这种方式来处理可能使应用程序挂起的任何其他功能（搜索、访问网页、读取文件等）。
## Objective-C
在Objective-C中，有不同的函数可以将块对象发送到并行执行：
* [**dispatch\_async**](https://developer.apple.com/documentation/dispatch/1453057-dispatch\_async)：将一个块对象提交到调度队列以进行异步执行，并立即返回。
* [**dispatch\_sync**](https://developer.apple.com/documentation/dispatch/1452870-dispatch\_sync)：提交一个块对象进行执行，并在该块对象执行完成后返回。
* [**dispatch\_once**](https://developer.apple.com/documentation/dispatch/1447169-dispatch\_once)：在应用程序的整个生命周期中只执行一次块对象。
* [**dispatch\_async\_and\_wait**](https://developer.apple.com/documentation/dispatch/3191901-dispatch\_async\_and\_wait)：提交一个工作项进行执行，并在它完成执行后才返回。与[**`dispatch_sync`**](https://developer.apple.com/documentation/dispatch/1452870-dispatch\_sync)不同，此函数在执行块对象时会遵守队列的所有属性。
这些函数期望以下参数：[**`dispatch_queue_t`**](https://developer.apple.com/documentation/dispatch/dispatch\_queue\_t) **`queue,`** [**`dispatch_block_t`**](https://developer.apple.com/documentation/dispatch/dispatch\_block\_t) **`block`**
这是一个**块对象的结构**：
```c
struct Block {
void *isa; // NSConcreteStackBlock,...
int flags;
int reserved;
void *invoke;
struct BlockDescriptor *descriptor;
// captured variables go here
};
```
这是一个使用**并行处理**和**`dispatch_async`**的示例：
```objectivec
#import
// Define a block
void (^backgroundTask)(void) = ^{
// Code to be executed in the background
for (int i = 0; i < 10; i++) {
NSLog(@"Background task %d", i);
sleep(1); // Simulate a long-running task
}
};
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// Create a dispatch queue
dispatch_queue_t backgroundQueue = dispatch_queue_create("com.example.backgroundQueue", NULL);
// Submit the block to the queue for asynchronous execution
dispatch_async(backgroundQueue, backgroundTask);
// Continue with other work on the main queue or thread
for (int i = 0; i < 10; i++) {
NSLog(@"Main task %d", i);
sleep(1); // Simulate a long-running task
}
}
return 0;
}
```
## Swift
**`libswiftDispatch`** 是一个库，它为原本用C语言编写的Grand Central Dispatch (GCD)框架提供了Swift绑定。\
**`libswiftDispatch`**库将C GCD API封装在一个更适合Swift开发者使用的界面中，使得Swift开发者更容易、更直观地使用GCD。
* **`DispatchQueue.global().sync{ ... }`**
* **`DispatchQueue.global().async{ ... }`**
* **`let onceToken = DispatchOnce(); onceToken.perform { ... }`**
* **`async await`**
* **`var (data, response) = await URLSession.shared.data(from: URL(string: "https://api.example.com/getData"))`**
**代码示例**：
```swift
import Foundation
// Define a closure (the Swift equivalent of a block)
let backgroundTask: () -> Void = {
for i in 0..<10 {
print("Background task \(i)")
sleep(1) // Simulate a long-running task
}
}
// Entry point
autoreleasepool {
// Create a dispatch queue
let backgroundQueue = DispatchQueue(label: "com.example.backgroundQueue")
// Submit the closure to the queue for asynchronous execution
backgroundQueue.async(execute: backgroundTask)
// Continue with other work on the main queue
for i in 0..<10 {
print("Main task \(i)")
sleep(1) // Simulate a long-running task
}
}
```
## Frida
以下是一个Frida脚本，可以用于**钩入多个`dispatch`函数**并提取队列名称、回溯和块：[**https://github.com/seemoo-lab/frida-scripts/blob/main/scripts/libdispatch.js**](https://github.com/seemoo-lab/frida-scripts/blob/main/scripts/libdispatch.js)
```bash
frida -U -l libdispatch.js
dispatch_sync
Calling queue: com.apple.UIKit._UIReusePool.reuseSetAccess
Callback function: 0x19e3a6488 UIKitCore!__26-[_UIReusePool addObject:]_block_invoke
Backtrace:
0x19e3a6460 UIKitCore!-[_UIReusePool addObject:]
0x19e3a5db8 UIKitCore!-[UIGraphicsRenderer _enqueueContextForReuse:]
0x19e3a57fc UIKitCore!+[UIGraphicsRenderer _destroyCGContext:withRenderer:]
[...]
```
## Ghidra
目前，Ghidra无法理解ObjectiveC的**`dispatch_block_t`**结构，也无法理解**`swift_dispatch_block`**结构。
如果你希望Ghidra能够理解它们，你可以**声明它们**：
.png)
.png)
.png)
然后，在代码中找到它们被**使用**的地方：
{% hint style="success" %}
注意所有对"block"的引用，以了解如何确定该结构被使用。
{% endhint %}
.png)
右键点击变量 -> 重新定义变量，并在这种情况下选择**`swift_dispatch_block`**：
.png)
Ghidra将自动重写所有内容：
.png)
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