iOS多線程開發(fā)-線程安全

說到多線程就不得不提多線程中的鎖機制,多線程操作過程中往往多個線程是并發(fā)執(zhí)行的,同一個資源可能被多個線程同時訪問,造成資源搶奪,這個過程中如果沒有鎖機制往往會造成重大問題。舉例來說,每年春節(jié)都是一票難求,在12306買票的過程中,成百上千的票瞬間就消失了。不妨假設某輛車有1千張票,同時有幾萬人在搶這列車的車票,順利的話前面的人都能買到票。但是如果現(xiàn)在只剩下一張票了,而同時還有幾千人在購買這張票,雖然在進入購票環(huán)節(jié)的時候會判斷當前票數(shù),但是當前已經(jīng)有100個線程進入購票的環(huán)節(jié),每個線程處理完票數(shù)都會減1,100個線程執(zhí)行完當前票數(shù)為-99,遇到這種情況很明顯是不允許的。

要解決資源搶奪問題在iOS中有常用的有兩種方法:一種是使用NSLock同步鎖,另一種是使用@synchronized代碼塊。兩種方法實現(xiàn)原理是類似的,只是在處理上代碼塊使用起來更加簡單(C#中也有類似的處理機制synchronized和lock)。

多線程的安全隱患

資源共享

一塊資源可能會被多個線程共享,也就是多個線程可能會訪問同一塊資源。比如多個線程訪問同一個對象、同一個變量、同一個文件。當多個線程訪問同一塊資源時,很容易引發(fā)數(shù)據(jù)錯亂和數(shù)據(jù)安全問題。

  • (void)test
    {
    //默認有20張票
    leftTicketsCount = 10;

    //開啟多個線程,模擬售票員售票
    NSThread *thread1=[[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(sellTickets) object:nil];
    thread1.name=@"售票員A";

    NSThread *thread2=[[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(sellTickets) object:nil];
    thread2.name=@"售票員B";

    NSThread *thread3=[[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(sellTickets) object:nil];
    thread3.name=@"售票員C";

    //開啟線程

    [thread1 start];
    [thread2 start];
    [thread3 start];
    }

  • (void)sellTickets
    {
    while (1) {
    //1.先檢查票數(shù)
    int count = leftTicketsCount;
    if (count>0) {
    //暫停一段時間
    [NSThread sleepForTimeInterval:0.002];

          //2.票數(shù)-1
          leftTicketsCount= count-1;
          
          //獲取當前線程
          NSThread *current=[NSThread currentThread];
          NSLog(@"%@--賣了一張票,還剩余%d張票", current.name, leftTicketsCount);
      }
      else {
          //退出線程
          [NSThread exit];
      }
    

    }
    }
    </code></pre>

打印結果:

售票結果,出現(xiàn)了重復買票的現(xiàn)象

如何解決

1.使用互斥鎖

格式:

@synchronized(鎖對象) {
// 需要鎖定的代碼
}

注意:鎖定1份代碼只用1把鎖,用多把鎖是無效的

<pre><code>

  • (void)sellTickets
    {
    while (1) {
    @synchronized(self){//加一把鎖
    //1.先檢查票數(shù)
    int count = leftTicketsCount;
    if (count>0) {
    //暫停一段時間
    [NSThread sleepForTimeInterval:0.002];

              //2.票數(shù)-1
              leftTicketsCount= count-1;
              
              //獲取當前線程
              NSThread *current=[NSThread currentThread];
              NSLog(@"%@--賣了一張票,還剩余%d張票", current.name, leftTicketsCount);
          }
          else {
              //退出線程
              [NSThread exit];
          }
      }
    

    }
    }
    </code></pre>

打印結果:

Paste_Image.png

互斥鎖的優(yōu)缺點
優(yōu)點:能有效防止因多線程搶奪資源造成的數(shù)據(jù)安全問題
缺點:需要消耗大量的CPU資源

互斥鎖的使用前提:多條線程搶奪同一塊資源
相關專業(yè)術語:線程同步,多條線程按順序地執(zhí)行任務
互斥鎖,就是使用了線程同步技術

2.原子和非原子屬性

OC在定義屬性時有nonatomic和atomic兩種選擇
atomic:原子屬性,為setter方法加鎖(默認就是atomic)
nonatomic:非原子屬性,不會為setter方法加鎖

atomic加鎖原理:
<pre><code>
@property (assign, atomic) int age;

  • (void)setAge:(int)age
    {
    @synchronized(self) {
    _age = age;
    }
    }
    </code></pre>

nonatomic和atomic對比

  • atomic:線程安全,需要消耗大量的資源
  • nonatomic:非線程安全,適合內(nèi)存小的移動設備

3.NSLock

NSLock使用效果

4.dispatch_semaphore

dispatch_semaphore使用效果

# 深入理解 iOS 開發(fā)中的鎖

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