原子操作
在多線程要操作一個(gè)字符串時(shí)，為了保證只有一個(gè)線程在賦值或者取值的時(shí)候我們會(huì)考慮加鎖。
- atomic屬性?xún)?nèi)部的鎖稱(chēng)為 自旋鎖
- 凡是線程安全的對(duì)象，內(nèi)部肯定會(huì)加鎖
@property(atomic,copy)NSString *name;
那么atomic是應(yīng)該怎么在setter和getter中實(shí)現(xiàn)呢，原理是僅需要給self加鎖，重寫(xiě)setter，getter：
@synthesize name = _name;
- (void)setName:(NSString *)name {
@synchronized(self) {
_name = [name copy];
}
}
- (NSString *)name {
@synchronized(self) {
return _name;
}
}
不過(guò)這么寫(xiě)，也不能保證線程安全。如果線程A調(diào)用了getter，同時(shí)線程B調(diào)用了setter，那么A線程getter得到的值，可能是B在set之前的原始值，也可能是B set的值。同時(shí)這個(gè)屬性的值，也可能是B set的值。
所以，保證數(shù)據(jù)完整性不能簡(jiǎn)單靠一把鎖來(lái)完成，畢竟這個(gè)是多線程編程最大的難點(diǎn)。
自旋鎖和互斥鎖
- 相同點(diǎn)：
- 都能保證同一時(shí)間只有一個(gè)線程訪問(wèn)共享資源。都能保證線程安全。
- 不同點(diǎn)：
- 互斥鎖：如果共享數(shù)據(jù)已經(jīng)有其他線程加鎖了，線程會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài)等待鎖。一旦被訪問(wèn)的資源被解鎖，則等待資源的線程會(huì)被喚醒。
- 自旋鎖：如果共享數(shù)據(jù)已經(jīng)有其他線程加鎖了，線程會(huì)以死循環(huán)的方式等待鎖，一旦被訪問(wèn)的資源被解鎖，則等待資源的線程會(huì)立即執(zhí)行。
- 自旋鎖的效率高于互斥鎖。
1.信號(hào)量 dispatch_semaphore
YY大神推薦使用信號(hào)量dispatch_semaphore作為自旋鎖的替代方案。
dispatch_semaphore_t signal = dispatch_semaphore_create(1);
dispatch_time_t timeout = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 5.0f * NSEC_PER_SEC);
//線程1
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
NSLog(@"線程1 holding");
dispatch_semaphore_wait(signal, timeout); //signal 值 -1
NSLog(@"線程1 sleep");
sleep(4);
NSLog(@"線程1");
dispatch_semaphore_signal(signal); //signal 值 +1
NSLog(@"線程1 post singal");
});
//線程2
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
NSLog(@"線程2 holding");
dispatch_semaphore_wait(signal, timeout);
NSLog(@"線程2 sleep");
sleep(4);
NSLog(@"線程2");
dispatch_semaphore_signal(signal);
NSLog(@"線程2 post signal");
});
dispatch_semaphore_create(1)為創(chuàng)建信號(hào)，（）中數(shù)字表示可以同時(shí)幾個(gè)線程使用信號(hào)。為1表示同步使用。上述代碼如果此處標(biāo)2就和沒(méi)設(shè)置信號(hào)量一樣，并發(fā)自行運(yùn)行。如果設(shè)置為0，則一律等待overTime時(shí)自動(dòng)釋放，所有代碼都不執(zhí)行，理論上也具有同步作用。
dispatch_semaphore_wait中傳入的timeout表示最長(zhǎng)加鎖時(shí)間，自動(dòng)釋放鎖后，其它線程可以獲取信號(hào)并繼續(xù)運(yùn)行。
2.pthread_mutex鎖
pthread表示的是POSIX thread，定義的是一組跨平臺(tái)線程相關(guān)的API。
pthread_mutex互斥鎖是一個(gè)非遞歸鎖，如果同一線程重復(fù)調(diào)用加鎖會(huì)造成死鎖。
用法比較簡(jiǎn)單
static pthread_mutex_t pmutexLock;
pthread_mutex_init(&pLock, NULL);
//1.線程2
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
NSLog(@"線程2 befor lock");
pthread_mutex_lock(&pLock);
NSLog(@"線程2");
pthread_mutex_unlock(&pLock);
});
//2.線程1
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
NSLog(@"線程1 before lock");
pthread_mutex_lock(&pLock);
sleep(3);
NSLog(@"線程1");
pthread_mutex_unlock(&pLock);
});
pthread_mutex(recursive) 遞歸鎖，比較安全，同一線程有且僅有一次加鎖，重復(fù)加鎖不會(huì)死鎖。無(wú)論加鎖幾次，只需解鎖一次。
static pthread_mutex_t pLock;
pthread_mutexattr_t attr;
pthread_mutexattr_init(&attr); //初始化attr賦初值
pthread_mutexattr_settype(&attr, PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE); //設(shè)置鎖類(lèi)型為遞歸鎖
pthread_mutex_init(&pLock, &attr);
pthread_mutexattr_destroy(&attr);
//1.線程1
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
static void (^RecursiveBlock)(int);
RecursiveBlock = ^(int value) {
pthread_mutex_lock(&pLock);
if (value > 0) {
NSLog(@"value: %d", value);
RecursiveBlock(value - 1);
}
};
NSLog(@"線程1 before lock");
RecursiveBlock(5);
NSLog(@"線程1");
pthread_mutex_unlock(&pLock);
NSLog(@"線程1 unlock");
});
//2.線程2
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
NSLog(@"線程2 before lock");
pthread_mutex_lock(&pLock);
NSLog(@"線程2");
pthread_mutex_unlock(&pLock);
NSLog(@"線程2 unlock");
});
3.@synchronized
@synchronized 實(shí)際上是把修飾對(duì)象當(dāng)做鎖來(lái)使用。這是通過(guò)一個(gè)哈希表來(lái)實(shí)現(xiàn)的，OC 在底層使用了一個(gè)互斥鎖的數(shù)組(你可以理解為鎖池)，通過(guò)對(duì)對(duì)象去哈希值來(lái)得到對(duì)應(yīng)的互斥鎖。
各種鎖的性能參考下YY大神的圖
相同類(lèi)型的鎖遞歸鎖和普通鎖效率相差接近一倍，如果不會(huì)在循環(huán)或者遞歸中頻繁使用加鎖和解鎖，不建議使用遞歸鎖；從效率上講，建議用互斥鎖pthread_mutex（YYKit方案）或者信號(hào)量dispatch_semaphore作為替代。
OSSpinlock各路大神都說(shuō)有問(wèn)題，還有iOS的各種鎖就不一一細(xì)說(shuō)了，如果想了解更多的線程鎖自行去搜索哈。
