亚洲国产福利在线,国产有码在线看

一、前言

繼續(xù)我們上篇《iOS 多線程總結(jié)（上）》，繼續(xù)總結(jié)多線程的其他知識點，希望幫助到更多伙伴。這篇主要總結(jié)一下線程同步方案，atomic 以及讀寫安全方案。

二、iOS 中的線程同步方案

線程同步的意思就是讓多線程的操作按順序執(zhí)行。
方案有如下10 種：
$\color{blue}{OSSpinLock}$ 自旋鎖
os_unfair_lock 自旋鎖的替代品
pthread_mutex
dispatch_semaphore 信號量
dispatch_queue(DISPATCH_QUEUE_SERIAL)串行隊列
$\color{green}{NSLock}$
$\color{green}{NSRecursiveLock}$
$\color{green}{NSCondition}$
$\color{green}{NSConditionLock}$ 條件鎖
$\color{red}{@synchronized}$

多個線程修改某個方法中同一個變量時，要用全局變量的鎖，每個線程執(zhí)行到這個方法時，會判斷這個鎖是否被加鎖了，如果被加鎖了則會等待鎖被解鎖再繼續(xù)執(zhí)行，所以必須使用全局變量的鎖。
如果只在一個方法里使用了這把鎖，也可以做成 static 類型的，這樣也可以達到只初始化一次的效果。

1、OSSpinLock （自旋鎖）

$\color{purple}{OSSpinLock}$ 叫做”自旋鎖“，等待鎖的線程會處于忙等（busy-wait）狀態(tài)，一直占用著 CPU 資源。
目前已經(jīng)不再安全，可能出現(xiàn)優(yōu)先級反轉(zhuǎn)問題。
需要導入頭文件<libkern/OSAtomic.h>

讓線程停止有兩種方法：
1、一直 while 判斷等待，忙等；
2、sleep 休眠的方式；

$\color{purple}{OSSpinLock}$ 自旋鎖的優(yōu)先級反轉(zhuǎn)問題：

如果等待鎖的線程優(yōu)先級較高，它會一直占用著 CPU 資源，優(yōu)先級低的線程就無法釋放。
例子：
有兩個線程，
thread1：優(yōu)先級比較高
thread2：優(yōu)先級比較低
如果優(yōu)先級比較低的 thread2 先進了方法給鎖進行了加鎖，緊接著優(yōu)先級比較高的 thread1 也進來這個方法了，發(fā)現(xiàn)這個鎖已經(jīng)被被人加過了，thread1 只能忙等，由于 thread1 的優(yōu)先級比較高，cpu 就有可能一直在分配時間給 thread1，cpu 就沒有時間再分配給 thread2 了，這時 thread2 的代碼就沒辦法繼續(xù)執(zhí)行，就永遠無法解鎖，thread1 就會一直在等，類似于死鎖了的感覺了。所以自旋鎖有可能會有這種問題。
如果采用休眠的方式的鎖，則不會產(chǎn)生這個問題。

2、os_unfair_lock（互斥鎖）

當我們使用 OSSpinLock 時，現(xiàn)在會報下面這個警告：

從 iOS10 開始，蘋果希望我們使用 os_unfair_lock 來代替 OSSpinLock。
從底層調(diào)用看，等待 os_unfair_lock 鎖的線程會處于休眠狀態(tài)，并非忙等。
需要導入頭文件<os/lock.h>

從蘋果的注釋可以看到，這是個Low-level lock（簡稱ll lock 或lll），低級鎖，低級鎖特點就是等不到鎖就休眠。

3、pthread_mutex 普通鎖

mutex 叫做”互斥鎖“，等待鎖的線程會處于休眠狀態(tài)
pthread 開頭的一般都是跨平臺使用的鎖。
需要導入 <pthread.h>

屬性默認是 PTHREAD_MUTEX_NORMAL，屬性傳空時也是這個默認的。
當屬性傳 PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE 時，是遞歸鎖。
遞歸鎖：
允許 $\color{red}{同一個線程}$ 對一把鎖進行重復加鎖。

自旋鎖原理

執(zhí)行斷點的時候，控制臺輸入step是一行一行 OC 代碼執(zhí)行（默認），如果輸入stepi（縮寫si也行），就是一行一行匯編指令執(zhí)行。
nexti也是一行一行匯編執(zhí)行，區(qū)別是遇到函數(shù)callq的時候，會一筆帶過，不會進入函數(shù)。而 stepi 會進入函數(shù)。輸入continue（縮寫c也行）可以直接到下一個你打的斷點。
輸入完指令，輸入回車即可。
在多個線程使用 OSSpinLock 自旋鎖時，可以看到匯編代碼一直在執(zhí)行 0x111126a32 到 0x111126a41 這段代碼，0x111126a43 的jne是jump判斷，如果符合條件，則跳轉(zhuǎn)到0x111126a32，這就是一個 while 循環(huán)，在忙等。

4、pthread_mutex - 遞歸鎖

5、pthread_mutex - 條件鎖

例子：
對一個數(shù)組的刪除和添加操作分別在兩個子線程，但是刪除數(shù)組元素之前，我們需要先添加元素。

@interface NSConditionDemo()
@property (strong, nonatomic) NSCondition *condition;
@property (strong, nonatomic) NSMutableArray *data;
@end

@implementation NSConditionDemo

- (instancetype)init {
    if (self = [super init]) {
        self.condition = [[NSCondition alloc] init];
        self.data = [NSMutableArray array];
    }
    return self;
}

- (void)otherTest {
    [[[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(__remove) object:nil] start];
    [[[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(__add) object:nil] start];
}

// 生產(chǎn)者-消費者模式

// 線程1
// 刪除數(shù)組中的元素
- (void)__remove {
    [self.condition lock];
    NSLog(@"__remove - begin");
    
    if (self.data.count == 0) {
        // 等待
        [self.condition wait];
    }
    [self.data removeLastObject];
    NSLog(@"刪除了元素");
    [self.condition unlock];
}

// 線程2
// 往數(shù)組中添加元素
- (void)__add {
    [self.condition lock];
    sleep(1);
    
    [self.data addObject:@"Test"];
    NSLog(@"添加了元素");
    // 信號
    [self.condition signal];
    // 廣播
//    [self.condition broadcast];
    [self.condition unlock];
}

使用場景：
多線程之間的依賴問題。比如線程1依賴線程2做一些事情，再回到線程1做事情。

5、NSLock、NSRecursiveLock

$\color{purple}{NSLock}$ 是對 C 語言mutex 普通鎖的 OC 版本的封裝。就是對 pthread_mutex 的屬性傳 PTHREAD_MUTEX_NORMAL 時的封裝。

NSLock的方法

tryLock 是嘗試加鎖，并且不阻塞。
lockBeforeDate 是如果在某個時間前可以加鎖成功，則加鎖并返回YES，否則返回NO，阻塞。

NSRecursiveLock 也是對 mutex 遞歸鎖的OC版本的封裝，API 跟 NSLock 基本一致。
所以 mutex 和 NSLock 的性能其實是一樣的，只不過 NSLock 是面向?qū)ο蟮亩选?/p>

6、NSCondition 條件鎖

$\color{purple}{NSCondition}$ 是對 C 語言的 pthread_mutex_t 和 pthread_cond_t 的 OC 面向?qū)ο蟮姆庋b，既包含了鎖，也包含了條件。

image.png

7、NSConditionLock 條件鎖

$\color{purple}{NSConditionLock}$ 是對 NSCondition 的進一步封裝，可以設置具體的條件值。

@interface NSConditionLockDemo()
@property (strong, nonatomic) NSConditionLock *conditionLock;
@end

@implementation NSConditionLockDemo

- (instancetype)init {
    if (self = [super init]) {
        self.conditionLock = [[NSConditionLock alloc] initWithCondition:1];
    }
    return self;
}

- (void)otherTest {
    [[[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(__one) object:nil] start];
    [[[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(__two) object:nil] start];
    [[[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(__three) object:nil] start];
}

- (void)__one {
    [self.conditionLock lock];
    NSLog(@"__one");
    sleep(1);
    [self.conditionLock unlockWithCondition:2];
}

- (void)__two {
    [self.conditionLock lockWhenCondition:2];
    NSLog(@"__two");
    sleep(1);
    [self.conditionLock unlockWithCondition:3];
}

- (void)__three {
    [self.conditionLock lockWhenCondition:3];
    NSLog(@"__three");
    [self.conditionLock unlock];
}

上面代碼就是 __three 依賴于__two，__two 依賴于__one。
所以當我們希望不同子線程之間是有順序的時候，也可以用條件鎖實現(xiàn)。

8、dispatch_queue(DISPATCH_QUEUE_SERIAL) 串行隊列

直接使用 GCD 的串行隊列，也是可以實現(xiàn)線程同步的。

例子：

@interface SerialQueueDemo()
@property (strong, nonatomic) dispatch_queue_t ticketQueue;
@property (strong, nonatomic) dispatch_queue_t moneyQueue;
@end

@implementation SerialQueueDemo

- (instancetype)init {
    if (self = [super init]) {
        self.ticketQueue = dispatch_queue_create("ticketQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
        self.moneyQueue = dispatch_queue_create("moneyQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    }
    return self;
}

- (void)__drawMoney {
    dispatch_sync(self.moneyQueue, ^{
        [super __drawMoney];
    });
}

- (void)__saveMoney {
    dispatch_sync(self.moneyQueue, ^{
        [super __saveMoney];
    });
}

- (void)__saleTicket {
    dispatch_sync(self.ticketQueue, ^{
        [super __saleTicket];
    });
}

9、dispatch_semaphore

$\color{purple}{semaphore}$ 叫做”信號量“；
信號量的初始值，可以用來控制線程并發(fā)訪問的最大數(shù)量；
信號量的初始值為1，代表同時只允許1條線程訪問資源，保證線程同步。

所以我們可以把線程最大并發(fā)數(shù)設置為1，這樣就可以達到線程同步的目的了。

10、@synchronized

$\color{purple}{synchronized}$ 是對 mutex 遞歸鎖的封裝。
從代碼簡潔度講，是最簡單的一種方案。但我們在xcode敲這個關鍵字的時候是沒有自動提示的，因為蘋果不推薦我們使用它，因為它的性能比較差。
源碼查看：objc4 中的 objc-sync.mm 文件
底層是一個哈希表，根據(jù)傳進去的對象作為key，找到封裝的mutex的唯一對應的一把鎖，大括號開始時是加鎖，大括號結(jié)束時解鎖。

- (void)__drawMoney {
    @synchronized([self class]) {
        [super __drawMoney];
    }
}

- (void)__saveMoney {
    @synchronized([self class]) { // objc_sync_enter
        [super __saveMoney];
    } // objc_sync_exit
}

- (void)__saleTicket {
    static NSObject *lock;
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        lock = [[NSObject alloc] init];
    });
    
    @synchronized(lock) {
        [super __saleTicket];
    }
}

- (void)otherTest {
    @synchronized([self class]) {
        NSLog(@"123");
        [self otherTest];
    }
}

iOS 線程同步方案性能比較

性能從高到低排序
os_unfair_lock —— iOS10 以后才可以用
OSSpinLock ——已經(jīng)不推薦使用
dispatch_semaphore ——信號量
pthread_mutex
dispatch_queue(DISPATCH_QUEUE_SERIAL)——串行隊列
NSLock ——對 pthread_mutex 的封裝
NSCondition ——條件
pthread_mutex(recursive) ——遞歸鎖
NSRecursiveLock ——遞歸鎖，對 pthread_mutex(recursive) 的封裝
NSConditionLock ——條件鎖
@synchronized ——性能最差，但代碼最簡潔
所以最推薦 dispatch_semaphore 和 pthread_mutex。

??小技巧：
使用信號量的時候，如果我們 3 個方法需要用不同的鎖，那么我們除了可以在外面定義三個不同的鎖屬性，還可以在每個方法內(nèi)部定義靜態(tài)的鎖，這樣就能保證一個方法一個鎖了。

static dispatch_semaphore_t semaphore;
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
    semaphore = dispatch_semaphore_create(1);
});
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);

// ... 要加鎖的代碼...

dispatch_semaphore_signal(semaphore);

更簡便的是進行宏定義：

- (void)test1 {
    SemaphoreBegin;
    // .....要加鎖的代碼...
    SemaphoreEnd;
}

- (void)test2 {
    SemaphoreBegin;
    // .....要加鎖的代碼...
    SemaphoreEnd;
}

- (void)test3 {
    SemaphoreBegin;
    // .....要加鎖的代碼...
    SemaphoreEnd;
}

什么情況使用自旋鎖比較劃算？
1、預計線程等待鎖的時間段；
2、加鎖的代碼（臨界區(qū)）經(jīng)常被調(diào)用，但競爭情況很少發(fā)生；
3、CPU資源不緊張；
4、多核處理器；

什么情況使用互斥鎖比較劃算？
1、預計線程等待鎖的時間較長；
2、單核處理器；
3、臨界區(qū)有IO操作；
4、臨界區(qū)代碼復雜或者循環(huán)量大；
5、臨界區(qū)競爭非常激烈（很多線程搶占資源）；
但在 iOS 里不考慮使用自旋鎖了，只用互斥鎖即可。

三、 atomic

nonatomic 和 atomic

atom：原子，不可再分割的單位
atomic：原子性
給屬性加上 atomic 修飾，可以保證屬性的 setter 和 getter 都是原子性操作，也就是保證 setter 和 getter 內(nèi)部是線程安全的。

可以通過 objc4 源碼中的 objc-accessors.mm 查看，objc_getProperty 和 reallySetProperty。
在reallySetProperty 中：

objc_getProperty中：

atomic 用于保證屬性 setter、getter 的原子性操作，相當于在 getter 和 setter 內(nèi)部加了線程同步的鎖。
它不能保證使用屬性的過程是線程安全的。
iOS 由于性能問題，一般不使用 atomic，在 mac OS 使用會更多些。

四、iOS 中的讀寫安全方案

如果實現(xiàn)以下場景：

同一時間，只能有1個線程進行寫的操作
同一時間，允許有多個線程進行讀的操作
同一時間，不允許既有寫的操作，又有讀的操作
上面的場景就是典型的”多讀單寫“，經(jīng)常用于文件等數(shù)據(jù)的讀寫操作，iOS中的實現(xiàn)方案有：
pthread_rwlock：讀寫鎖
dispatch_barrier_async：異步柵欄調(diào)用

pthread_rwlock

等待鎖的線程會進入休眠

dispatch_barrier_async

這個函數(shù)傳入的并發(fā)隊列必須是自己通過 dispatch_queue_cretate 創(chuàng)建的
如果傳入的是一個串行或是一個全局的并發(fā)隊列，那這個函數(shù)便等同于dispatch_async 函數(shù)的效果

以上的總結(jié)參考了并部分摘抄了以下文章，非常感謝以下作者的分享！：
小馬哥-李明杰的《多線程》課程

轉(zhuǎn)載請備注原文出處，不得用于商業(yè)傳播——凡幾多

色偷偷精品伊人,欧洲久久精品,欧美综合婷婷骚逼,国产AV主播,国产最新探花在线,九色在线视频一区,伊人大交九欧美,1769亚洲,黄色成人av

iOS 多線程總結(jié)（下）

iOS 多線程總結(jié)（下）

一、前言

二、iOS 中的線程同步方案

1、OSSpinLock （自旋鎖）

2、os_unfair_lock（互斥鎖）

3、pthread_mutex 普通鎖

4、pthread_mutex - 遞歸鎖

5、pthread_mutex - 條件鎖

5、NSLock、NSRecursiveLock

6、NSCondition 條件鎖

7、NSConditionLock 條件鎖

8、dispatch_queue(DISPATCH_QUEUE_SERIAL) 串行隊列

9、dispatch_semaphore

10、@synchronized

iOS 線程同步方案性能比較

三、 atomic

nonatomic 和 atomic

四、iOS 中的讀寫安全方案

pthread_rwlock

dispatch_barrier_async

相關閱讀更多精彩內(nèi)容

友情鏈接更多精彩內(nèi)容

色偷偷精品伊人,欧洲久久精品,欧美综合婷婷骚逼,国产AV主播,国产最新探花在线,九色在线视频一区,伊人大交九 欧美,1769亚洲,黄色成人av

iOS 多線程總結(jié)（下）

一、前言

二、iOS 中的線程同步方案

1、OSSpinLock （自旋鎖）

2、os_unfair_lock（互斥鎖）

3、pthread_mutex 普通鎖

4、pthread_mutex - 遞歸鎖

5、pthread_mutex - 條件鎖

5、NSLock、NSRecursiveLock

6、NSCondition 條件鎖

7、NSConditionLock 條件鎖

8、dispatch_queue(DISPATCH_QUEUE_SERIAL) 串行隊列

9、dispatch_semaphore

10、@synchronized

iOS 線程同步方案性能比較

三、 atomic

nonatomic 和 atomic

四、iOS 中的讀寫安全方案

pthread_rwlock

dispatch_barrier_async

相關閱讀更多精彩內(nèi)容

友情鏈接更多精彩內(nèi)容

色偷偷精品伊人,欧洲久久精品,欧美综合婷婷骚逼,国产AV主播,国产最新探花在线,九色在线视频一区,伊人大交九欧美,1769亚洲,黄色成人av

一、前言

二、iOS 中的線程同步方案

1、OSSpinLock （自旋鎖）

2、os_unfair_lock（互斥鎖）

5、pthread_mutex - 條件鎖

5、NSLock、NSRecursiveLock

6、NSCondition 條件鎖

7、NSConditionLock 條件鎖

8、dispatch_queue(DISPATCH_QUEUE_SERIAL) 串行隊列

9、dispatch_semaphore

10、@synchronized

三、 atomic

四、iOS 中的讀寫安全方案