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線程安全是什么？

當(dāng)一個(gè)線程訪問(wèn)數(shù)據(jù)的時(shí)候，其他的線程不能對(duì)其進(jìn)行訪問(wèn)，直到該線程訪問(wèn)完畢。簡(jiǎn)單來(lái)講就是在同一時(shí)刻，對(duì)同一個(gè)數(shù)據(jù)操作的線程只有一個(gè)。只有確保了這樣，才能使數(shù)據(jù)不會(huì)被其他線程影響。而線程不安全，則是在同一時(shí)刻可以有多個(gè)線程對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)，從而得不到預(yù)期的結(jié)果。

比如寫文件和讀文件，當(dāng)一個(gè)線程在寫文件的時(shí)候，理論上來(lái)說(shuō)，如果這個(gè)時(shí)候另一個(gè)線程來(lái)直接讀取的話，那么得到的結(jié)果可能是你無(wú)法預(yù)料的。

什么情況下會(huì)造成死鎖？

死鎖就是隊(duì)列引起的循環(huán)等待
1、一個(gè)比較常見(jiàn)的死鎖例子:主隊(duì)列同步

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"deallock");
    });
}

同步對(duì)于任務(wù)是立刻執(zhí)行的，那么當(dāng)把任務(wù)放進(jìn)主隊(duì)列時(shí)，它就會(huì)立馬執(zhí)行,只有執(zhí)行完這個(gè)任務(wù)，viewDidLoad才會(huì)繼續(xù)向下執(zhí)行。
而viewDidLoad和任務(wù)都是在主隊(duì)列上的，由于隊(duì)列的先進(jìn)先出原則，任務(wù)又需等待viewDidLoad執(zhí)行完畢后才能繼續(xù)執(zhí)行，viewDidLoad和這個(gè)任務(wù)就形成了相互循環(huán)等待，就造成了死鎖。
想避免這種死鎖，可以將同步改成異步dispatch_async,或者將dispatch_get_main_queue換成其他串行或并行隊(duì)列，都可以解決。

2、串行隊(duì)列（當(dāng)然也包括主隊(duì)列）中向這個(gè)隊(duì)列同步添加任務(wù)都會(huì)造成死鎖

異步執(zhí)行一定會(huì)開(kāi)啟子線程嗎？？？
不一定，在主線程中異步+主隊(duì)列就不會(huì)

    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"異步執(zhí)行一定會(huì)創(chuàng)建子線程嗎？？？");
        NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
    });
//打印結(jié)果：
 <NSThread: 0x600003154d80>{number = 1, name = main}

怎么來(lái)保證線程安全？

通常我們使用鎖的機(jī)制來(lái)保證線程安全，即確保同一時(shí)刻只有同一個(gè)線程來(lái)對(duì)同一個(gè)數(shù)據(jù)源進(jìn)行訪問(wèn)。

YY大神的不再安全的 OSSpinLock 這邊博客中列出了各種鎖以及性能比較:

image.png

這里性能比較的只是加鎖立馬解鎖的時(shí)間消耗，并沒(méi)有計(jì)算競(jìng)爭(zhēng)時(shí)候的時(shí)間消耗。iOS開(kāi)發(fā)中常用的鎖有如下幾種：

@synchronized
NSLock 對(duì)象鎖
NSRecursiveLock 遞歸鎖
NSConditionLock 條件鎖
pthread_mutex 互斥鎖（C語(yǔ)言）
dispatch_semaphore 信號(hào)量實(shí)現(xiàn)加鎖（GCD）
OSSpinLock 自旋鎖（暫不建議使用，原因參見(jiàn)這里）

1.@synchronized

@synchronized 關(guān)鍵字加鎖互斥鎖,性能較差不推薦使用

@synchronized(這里添加一個(gè)OC對(duì)象，一般使用self) { 
        //這里寫要加鎖的代碼
 } 　

注意點(diǎn) 　　
1.加鎖的代碼盡量少 　　 
2.添加的OC對(duì)象必須在多個(gè)線程中都是同一對(duì)象 
3.優(yōu)點(diǎn)是不需要顯式的創(chuàng)建鎖對(duì)象，便可以實(shí)現(xiàn)鎖的機(jī)制。 
4. @synchronized塊會(huì)隱式的添加一個(gè)異常處理例程來(lái)保護(hù)代碼，該處理例程會(huì)在異常拋出的時(shí)候自動(dòng)的釋放互斥鎖。
所以如果不想讓隱式的異常處理例程帶來(lái)額外的開(kāi)銷，你可以考慮使用鎖對(duì)象。

下面通過(guò) 賣票的例子 展示使用：
-(void)synchronizedTest{
    //設(shè)置票的數(shù)量為5
     _tickets = 5;
    //線程1
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        [self saleTickets];
    });
    
    //線程2
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        [self saleTickets];
    });
}

- (void)saleTickets {
    while (1) {
        @synchronized(self) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:1];
            if (_tickets > 0) {
                _tickets--;
                NSLog(@"剩余票數(shù)= %d, Thread:%@",_tickets,[NSThread currentThread]);
            }else {
                NSLog(@"票賣完了 Thread:%@",[NSThread currentThread]);
                break;
            }
        }
    }
}

下面是加鎖的和沒(méi)加鎖的對(duì)比：

image.png

NSLock

先看看iOS中NSLock類的.h文件，從代碼中可以看出，該類分成了幾個(gè)子類：NSLock、NSConditionLock、NSRecursiveLock、NSCondition，然后有一個(gè) NSLocking 協(xié)議：

@protocol NSLocking

- (void)lock;
- (void)unlock;

@end

雖然 NSLock、NSConditionLock、NSRecursiveLock、NSCondition 都遵循的了 NSLocking 協(xié)議，但是它們并不相同。

2.1 NSLock
NSLock 實(shí)現(xiàn)了最基本的互斥鎖，遵循了 NSLocking 協(xié)議，通過(guò) lock 和 unlock 來(lái)進(jìn)行鎖定和解鎖。

源碼內(nèi)容：

@interface NSLock : NSObject <NSLocking> {
@private
    void *_priv;
}

- (BOOL)tryLock;
- (BOOL)lockBeforeDate:(NSDate *)limit;

@property (nullable, copy) NSString *name API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));

@end

NSLock類還增加了tryLock和lockBeforeDate:方法。
tryLock試圖獲取一個(gè)鎖，但是如果鎖不可用的時(shí)候，它不會(huì)阻塞線程，相反，它只是返回NO。
這里順便提一下 trylock 和 lock 使用場(chǎng)景：
當(dāng)前線程鎖失敗，也可以繼續(xù)其它任務(wù)，用 trylock 合適；當(dāng)前線程只有鎖成功后，才會(huì)做一些有意義的工作，那就 lock，沒(méi)必要輪詢 trylock。以下的鎖都是這樣。

lockBeforeDate:方法試圖獲取一個(gè)鎖，但是如果鎖沒(méi)有在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)被獲得，它會(huì)讓線程從阻塞狀態(tài)變?yōu)榉亲枞麪顟B(tài)（或者返回NO）。

注意：NSLock 互斥鎖不能多次調(diào)用 lock方法,會(huì)造成死鎖

-(void)NSLockTest{
    //設(shè)置票的數(shù)量為5
    _tickets = 5;
    //創(chuàng)建鎖
    _mutexLock = [[NSLock alloc] init];
    //線程1
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        [self saleTickets];
    });
    
    //線程2
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        [self saleTickets];
    });
}

- (void)saleTickets {
    while (1) {
        [NSThread sleepForTimeInterval:1];
        //加鎖
        [_mutexLock lock];
        if (_tickets > 0) {
            _tickets--;
            NSLog(@"剩余票數(shù)= %d, Thread:%@",_tickets,[NSThread currentThread]);
        } else {
            NSLog(@"票賣完了 Thread:%@",[NSThread currentThread]); break;
        }
        //解鎖
        [_mutexLock unlock];
    }
}

image.png

2.2 NSRecursiveLock
NSRecursiveLock 是遞歸鎖，顧名思義，可以被一個(gè)線程多次獲得，而不會(huì)引起死鎖。它記錄了成功獲得鎖的次數(shù)，每一次成功的獲得鎖，必須有一個(gè)配套的釋放鎖和其對(duì)應(yīng)，這樣才不會(huì)引起死鎖。NSRecursiveLock 會(huì)記錄上鎖和解鎖的次數(shù)，當(dāng)二者平衡的時(shí)候，才會(huì)釋放鎖，其它線程才可以上鎖成功。

源碼內(nèi)容：

@interface NSRecursiveLock : NSObject <NSLocking> {
@private
  void *_priv;
}

- (BOOL)tryLock;
- (BOOL)lockBeforeDate:(NSDate *)limit;

@property (nullable, copy) NSString *name API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));

@end

示例代碼：

- (void)nsrecursivelock{
    NSRecursiveLock * cjlock = [[NSRecursiveLock alloc] init];

    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        static void (^RecursiveBlock)(int);
        RecursiveBlock = ^(int value) {
            [cjlock lock];
            NSLog(@"%d加鎖成功",value);
            if (value > 0) {
                NSLog(@"value:%d", value);
                RecursiveBlock(value - 1);
            }
            [cjlock unlock];
            NSLog(@"%d解鎖成功",value);
        };
        RecursiveBlock(3);
    });
}

image.png

由以上內(nèi)容總結(jié)：

如果用 NSLock 的話，cjlock 先鎖上了，但未執(zhí)行解鎖的時(shí)候，就會(huì)進(jìn)入遞歸的下一層，而再次請(qǐng)求上鎖，阻塞了該線程，線程被阻塞了，自然后面的解鎖代碼不會(huì)執(zhí)行，而形成了死鎖。而 NSRecursiveLock 遞歸鎖就是為了解決這個(gè)問(wèn)題。

2.3 NSConditionLock
NSConditionLock 對(duì)象所定義的互斥鎖可以在使得在某個(gè)條件下進(jìn)行鎖定和解鎖，它和 NSLock 類似，都遵循 NSLocking 協(xié)議，方法都類似，只是多了一個(gè) condition 屬性，以及每個(gè)操作都多了一個(gè)關(guān)于 condition 屬性的方法，例如tryLock、tryLockWhenCondition:，所以 NSConditionLock 可以稱為條件鎖。

只有 condition 參數(shù)與初始化時(shí)候的 condition 相等，lock 才能正確進(jìn)行加鎖操作。
unlockWithCondition: 并不是當(dāng) condition 符合條件時(shí)才解鎖，而是解鎖之后，修改 condition 的值。

源碼內(nèi)容：

@interface NSConditionLock : NSObject <NSLocking> {
@private
  void *_priv;
}

- (instancetype)initWithCondition:(NSInteger)condition NS_DESIGNATED_INITIALIZER;

@property (readonly) NSInteger condition;
- (void)lockWhenCondition:(NSInteger)condition;
- (BOOL)tryLock;
- (BOOL)tryLockWhenCondition:(NSInteger)condition;
- (void)unlockWithCondition:(NSInteger)condition;
- (BOOL)lockBeforeDate:(NSDate *)limit;
- (BOOL)lockWhenCondition:(NSInteger)condition beforeDate:(NSDate *)limit;

@property (nullable, copy) NSString *name API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));

@end

示例代碼：

- (void)nsconditionlock {
    NSConditionLock * cjlock = [[NSConditionLock alloc] initWithCondition:0];
    
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        [cjlock lock];
        NSLog(@"線程1加鎖成功");
        sleep(1);
        [cjlock unlock];
        NSLog(@"線程1解鎖成功");
    });
    
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        sleep(1);
        [cjlock lockWhenCondition:1];
        NSLog(@"線程2加鎖成功");
        [cjlock unlock];
        NSLog(@"線程2解鎖成功");
    });
    
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        sleep(2);
        if ([cjlock tryLockWhenCondition:0]) {
            NSLog(@"線程3加鎖成功");
            sleep(2);
            [cjlock unlockWithCondition:2];
            NSLog(@"線程3解鎖成功");
        } else {
            NSLog(@"線程3嘗試加鎖失敗");
        }
    });
    
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        if ([cjlock lockWhenCondition:2 beforeDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:10]]) {
            NSLog(@"線程4加鎖成功");
            [cjlock unlockWithCondition:1];
            NSLog(@"線程4解鎖成功");
        } else {
            NSLog(@"線程4嘗試加鎖失敗");
        }
    });
}

image.png

由以上內(nèi)容總結(jié)：

在線程 1 解鎖成功之后，線程 2 并沒(méi)有加鎖成功，而是繼續(xù)等了 1 秒之后線程 3 加鎖成功，這是因?yàn)榫€程 2 的加鎖條件不滿足，初始化時(shí)候的 condition 參數(shù)為 0，而線程 2
加鎖條件是 condition 為 1，所以線程 2 加鎖失敗。
lockWhenCondition 與 lock 方法類似，加鎖失敗會(huì)阻塞線程，所以線程 2 會(huì)被阻塞著。
tryLockWhenCondition: 方法就算條件不滿足，也會(huì)返回 NO，不會(huì)阻塞當(dāng)前線程。
lockWhenCondition:beforeDate:方法會(huì)在約定的時(shí)間內(nèi)一直等待 condition 變?yōu)?2，并阻塞當(dāng)前線程，直到超時(shí)后返回 NO。
鎖定和解鎖的調(diào)用可以隨意組合，也就是說(shuō) lock、lockWhenCondition:與unlock、unlockWithCondition: 是可以按照自己的需求隨意組合的。

2.4、NSCondition
NSCondition 是一種特殊類型的鎖，通過(guò)它可以實(shí)現(xiàn)不同線程的調(diào)度。一個(gè)線程被某一個(gè)條件所阻塞，直到另一個(gè)線程滿足該條件從而發(fā)送信號(hào)給該線程使得該線程可以正確的執(zhí)行。比如說(shuō)，你可以開(kāi)啟一個(gè)線程下載圖片，一個(gè)線程處理圖片。這樣的話，需要處理圖片的線程由于沒(méi)有圖片會(huì)阻塞，當(dāng)下載線程下載完成之后，則滿足了需要處理圖片的線程的需求，這樣可以給定一個(gè)信號(hào)，讓處理圖片的線程恢復(fù)運(yùn)行。

NSCondition 的對(duì)象實(shí)際上作為一個(gè)鎖和一個(gè)線程檢查器，鎖上之后其它線程也能上鎖，而之后可以根據(jù)條件決定是否繼續(xù)運(yùn)行線程，即線程是否要進(jìn)入waiting 狀態(tài)，如果進(jìn)入 waiting狀態(tài)，當(dāng)其它線程中的該鎖執(zhí)行 signal或者broadcast方法時(shí)，線程被喚醒，繼續(xù)運(yùn)行之后的方法。
NSCondition 可以手動(dòng)控制線程的掛起與喚醒，可以利用這個(gè)特性設(shè)置依賴。

源碼內(nèi)容：

@interface NSCondition : NSObject <NSLocking> {
@private
  void *_priv;
}

- (void)wait; //掛起線程
- (BOOL)waitUntilDate:(NSDate *)limit; //什么時(shí)候掛起線程
- (void)signal; // 喚醒一條掛起線程
- (void)broadcast; //喚醒所有掛起線程

@property (nullable, copy) NSString *name API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));

@end

示例代碼：

- (void)nscondition {
  NSCondition * cjcondition = [NSCondition new];
  
  dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    [cjcondition lock];
    NSLog(@"線程1線程加鎖");
    [cjcondition wait];
    NSLog(@"線程1線程喚醒");
    [cjcondition unlock];
    NSLog(@"線程1線程解鎖");
  });
  
  dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    [cjcondition lock];
    NSLog(@"線程2線程加鎖");
    if ([cjcondition waitUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:10]]) {
      NSLog(@"線程2線程喚醒");
      [cjcondition unlock];
      NSLog(@"線程2線程解鎖");
    }
  });
  
  dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    sleep(2);
    [cjcondition signal];
  });
}

image.png

//如果 [cjcondition signal]; 改成 [cjcondition broadcast];
  dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    sleep(2);
    [cjcondition broadcast];
  });

image.png

由以上內(nèi)容總結(jié)：

在加上鎖之后，調(diào)用條件對(duì)象的 wait或 waitUntilDate:方法來(lái)阻塞線程，直到條件對(duì)象發(fā)出喚醒信號(hào)或者超時(shí)之后，再進(jìn)行之后的操作。
signal 和 broadcast 方法的區(qū)別在于，signal只是一個(gè)信號(hào)量，只能喚醒一個(gè)等待的線程，想喚醒多個(gè)就得多次調(diào)用，而broadcast 可以喚醒所有在等待的線程。

3.dispatch_semaphore

dispatch_semaphore 使用信號(hào)量機(jī)制實(shí)現(xiàn)鎖，等待信號(hào)和發(fā)送信號(hào)。

dispatch_semaphore 是 GCD 用來(lái)同步的一種方式，與他相關(guān)的只有三個(gè)函數(shù)，一個(gè)是創(chuàng)建信號(hào)量，一個(gè)是等待信號(hào)，一個(gè)是發(fā)送信號(hào)。
dispatch_semaphore 的機(jī)制就是當(dāng)有多個(gè)線程進(jìn)行訪問(wèn)的時(shí)候，只要有一個(gè)獲得了信號(hào)，其他線程的就必須等待該信號(hào)釋放。

常用相關(guān)API：

dispatch_semaphore_create(long value);
dispatch_semaphore_wait(dispatch_semaphore_t _Nonnull dsema, dispatch_time_t timeout);
dispatch_semaphore_signal(dispatch_semaphore_t _Nonnull dsema);

實(shí)例代碼：

- (void)dispatch_semaphore {
  dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);
  dispatch_time_t overTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 6 * NSEC_PER_SEC);

  dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, overTime);
    NSLog(@"線程1開(kāi)始");
    sleep(5);
    NSLog(@"線程1結(jié)束");
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);
  });
  dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    sleep(1);
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, overTime);
    NSLog(@"線程2開(kāi)始");
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);
  });
}

image.png

//如果 overTime 改成 3 秒

image.png

由以上內(nèi)容總結(jié)：

dispatch_semaphore 和 NSCondition 類似，都是一種基于信號(hào)的同步方式，但 NSCondition 信號(hào)只能發(fā)送，不能保存（如果沒(méi)有線程在等待，則發(fā)送的信號(hào)會(huì)失效）。而 dispatch_semaphore 能保存發(fā)送的信號(hào)。dispatch_semaphore 的核心是 dispatch_semaphore_t 類型的信號(hào)量。
dispatch_semaphore_create(1)方法可以創(chuàng)建一個(gè) dispatch_semaphore_t 類型的信號(hào)量，設(shè)定信號(hào)量的初始值為 1。注意，這里的傳入的參數(shù)必須大于或等于 0，否則 dispatch_semaphore_create 會(huì)返回 NULL。
*dispatch_semaphore_wait(semaphore, overTime); 方法會(huì)判斷 semaphore 的信號(hào)值是否大于 0。大于 0 不會(huì)阻塞線程，消耗掉一個(gè)信號(hào)，執(zhí)行后續(xù)任務(wù)。如果信號(hào)值為 0，該線程會(huì)和 NSCondition 一樣直接進(jìn)入 waiting 狀態(tài)，等待其他線程發(fā)送信號(hào)喚醒線程去執(zhí)行后續(xù)任務(wù)，或者當(dāng) overTime 時(shí)限到了，也會(huì)執(zhí)行后續(xù)任務(wù)。
dispatch_semaphore_signal(semaphore);發(fā)送信號(hào)，如果沒(méi)有等待的線程接受信號(hào)，則使 signal 信號(hào)值加一（做到對(duì)信號(hào)的保存）。
一個(gè) dispatch_semaphore_wait(semaphore, overTime); 方法會(huì)去對(duì)應(yīng)一個(gè) dispatch_semaphore_signal(semaphore); 看起來(lái)像 NSLock 的 lock 和 unlock，其實(shí)可以這樣理解，區(qū)別只在于有信號(hào)量這個(gè)參數(shù)，lock unlock 只能同一時(shí)間，一個(gè)線程訪問(wèn)被保護(hù)的臨界區(qū)，而如果 dispatch_semaphore 的信號(hào)量初始值為 x ，則可以有 x 個(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)被保護(hù)的臨界區(qū)。

4.pthread_mutex 與 pthread_mutex(recursive)

pthread表示 POSIX thread，定義了一組跨平臺(tái)的線程相關(guān)的 API，POSIX 互斥鎖是一種超級(jí)易用的互斥鎖，使用的時(shí)候：

只需要使用pthread_mutex_init 初始化一個(gè) pthread_mutex_t，
pthread_mutex_lock 或者 pthread_mutex_trylock 來(lái)鎖定，
pthread_mutex_unlock來(lái)解鎖，
當(dāng)使用完成后，記得調(diào)用 pthread_mutex_destroy來(lái)銷毀鎖。

常用相關(guān)API：

pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *restrict _Nonnull, const pthread_mutexattr_t *restrict _Nullable);
pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t * _Nonnull);
pthread_mutex_trylock(pthread_mutex_t * _Nonnull);
pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t * _Nonnull);
pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t * _Nonnull);

示例代碼：

//記得導(dǎo)入頭文件
 #include <pthread.h>

- (void)pthread_mutex {
  __block pthread_mutex_t cjlock;
  pthread_mutex_init(&cjlock, NULL);
  
  dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    pthread_mutex_lock(&cjlock);
    NSLog(@"線程1開(kāi)始");
    sleep(3);
    NSLog(@"線程1結(jié)束");
    pthread_mutex_unlock(&cjlock);
    
  });
  
  dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    sleep(1);
    pthread_mutex_lock(&cjlock);
    NSLog(@"線程2");
    pthread_mutex_unlock(&cjlock);
  });
}

image.png

//pthread_mutex(recursive)

- (void)pthread_mutex_recursive {
  __block pthread_mutex_t cjlock;
  
  pthread_mutexattr_t attr;
  pthread_mutexattr_init(&attr);
  pthread_mutexattr_settype(&attr, PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE);
  pthread_mutex_init(&cjlock, &attr);
  pthread_mutexattr_destroy(&attr);
  
  dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    
    static void (^RecursiveBlock)(int);
    
    RecursiveBlock = ^(int value) {
      pthread_mutex_lock(&cjlock);
      NSLog(@"%d加鎖成功",value);
      if (value > 0) {
        NSLog(@"value = %d", value);
        sleep(1);
        RecursiveBlock(value - 1);
      }
      NSLog(@"%d解鎖成功",value);
      pthread_mutex_unlock(&cjlock);
    };
    RecursiveBlock(3);
  });
}

image.png

由以上內(nèi)容總結(jié)：

它的用法和 NSLock 的 lock unlock 用法一致，而它也有一個(gè) pthread_mutex_trylock 方法，pthread_mutex_trylock 和 tryLock 的區(qū)別在于，tryLock 返回的是 YES 和 NO，pthread_mutex_trylock 加鎖成功返回的是 0，失敗返回的是錯(cuò)誤提示碼。
pthread_mutex(recursive) 作用和 NSRecursiveLock 遞歸鎖類似。如果使用 pthread_mutex_init(&theLock, NULL); 初始化鎖的話，上面的代碼的第二部分會(huì)出現(xiàn)死鎖現(xiàn)象，使用遞歸鎖就可以避免這種現(xiàn)象。

5. OSSpinLock

OSSpinLock 是一種自旋鎖，和互斥鎖類似，都是為了保證線程安全的鎖。但二者的區(qū)別是不一樣的，對(duì)于互斥鎖，當(dāng)一個(gè)線程獲得這個(gè)鎖之后，其他想要獲得此鎖的線程將會(huì)被阻塞，直到該鎖被釋放。但自選鎖不一樣，當(dāng)一個(gè)線程獲得鎖之后，其他線程將會(huì)一直循環(huán)在哪里查看是否該鎖被釋放。所以，此鎖比較適用于鎖的持有者保存時(shí)間較短的情況下。

自旋鎖加鎖的時(shí)候，等待鎖的線程處于忙等狀態(tài)，并且占用著CPU的資源。
互斥鎖加鎖的時(shí)候，等待鎖的線程處于休眠狀態(tài)，不會(huì)占用CPU的資源。

只有加鎖，解鎖，嘗試加鎖三個(gè)方法。

常用相關(guān)API：

typedef int32_t OSSpinLock;

// 加鎖
void  OSSpinLockLock( volatile OSSpinLock *__lock );
// 嘗試加鎖
bool  OSSpinLockTry( volatile OSSpinLock *__lock );
// 解鎖
void  OSSpinLockUnlock( volatile OSSpinLock *__lock );

示例代碼：

//使用的時(shí)候Xcode會(huì)提示已過(guò)期，使用os_unfair_lock()替代
'OSSpinLock' is deprecated: first deprecated in iOS 10.0 - Use os_unfair_lock() from <os/lock.h> instead

#import <libkern/OSAtomic.h>

- (void)osspinlock {
    __block OSSpinLock theLock = OS_SPINLOCK_INIT;
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        OSSpinLockLock(&theLock);
        NSLog(@"線程1開(kāi)始");
        sleep(3);
        NSLog(@"線程1結(jié)束");
        OSSpinLockUnlock(&theLock);
        
    });
    
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
        OSSpinLockLock(&theLock);
        sleep(1);
        NSLog(@"線程2");
        OSSpinLockUnlock(&theLock);
        
    });
}

image.png

YY大神 @ibireme 的文章也有說(shuō)這個(gè)自旋鎖存在優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)問(wèn)題，具體文章可以戳不再安全的 OSSpinLock，而 OSSpinLock 在iOS 10.0中被 <os/lock.h> 中的 os_unfair_lock 取代。

6.os_unfair_lock

自旋鎖已經(jīng)不再安全，然后蘋果又整出來(lái)個(gè) os_unfair_lock，這個(gè)鎖解決了優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)問(wèn)題。

注意：os_unfair_lock 是互斥鎖

常用相關(guān)API：

// 初始化
os_unfair_lock_t unfairLock = &(OS_UNFAIR_LOCK_INIT);
// 加鎖
os_unfair_lock_lock(unfairLock);
// 嘗試加鎖
BOOL b = os_unfair_lock_trylock(unfairLock);
// 解鎖
os_unfair_lock_unlock(unfairLock);
os_unfair_lock 用法和 OSSpinLock 基本一直，就不一一列出了。

總結(jié)

應(yīng)當(dāng)針對(duì)不同的操作使用不同的鎖，而不能一概而論哪種鎖的加鎖解鎖速度快。

其實(shí)每一種鎖基本上都是加鎖、等待、解鎖的步驟，理解了這三個(gè)步驟就可以幫你快速的學(xué)會(huì)各種鎖的用法。

@synchronized 的效率最低，不過(guò)它的確用起來(lái)最方便，所以如果沒(méi)什么性能瓶頸的話，可以選擇使用 @synchronized。

當(dāng)性能要求較高時(shí)候，可以使用pthread_mutex 或者 dispath_semaphore，由于 OSSpinLock 不能很好的保證線程安全，而在只有在 iOS10 中才有 os_unfair_lock ，所以，前兩個(gè)是比較好的選擇。既可以保證速度，又可以保證線程安全。

對(duì)于 NSLock 及其子類，時(shí)間消耗來(lái)說(shuō) NSLock < NSCondition < NSRecursiveLock < NSConditionLock 。

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iOS中常見(jiàn)的幾種鎖

iOS中常見(jiàn)的幾種鎖

線程安全是什么？

什么情況下會(huì)造成死鎖？

怎么來(lái)保證線程安全？

1.@synchronized

NSLock

3.dispatch_semaphore

4.pthread_mutex 與 pthread_mutex(recursive)

5. OSSpinLock

6.os_unfair_lock

總結(jié)

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iOS中常見(jiàn)的幾種鎖

線程安全是什么？

什么情況下會(huì)造成死鎖？

怎么來(lái)保證線程安全？

1.@synchronized

NSLock

3.dispatch_semaphore

4.pthread_mutex 與 pthread_mutex(recursive)

5. OSSpinLock

6.os_unfair_lock

總結(jié)

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什么情況下會(huì)造成死鎖？