Swift Lock

并發(fā),是編程當中一定會遇到的事情,那么并發(fā)所帶來的不安全的訪問隨之而來,所以我們需要讓這些訪問順序進行,以保證在不同的線程中安全的訪問同一個資源。

在Objective-C中,我們可以用@synchronized關鍵字來修飾一個對象,并為其自動加上和解除 互斥鎖。

- (void)myMethod:(id)anObj {
    @synchronized(anObj) {
        // 在括號內 anObj 不會被其他線程改變
    }
}

但是在Swift中,沒有與之對應的方法,即@synchronized在Swift中已經(jīng)(或者是暫時)不存在了。其實@synchronized在幕后做的事情是調用了objc_sync中的objc_sync_enterobjc_sync_exit方法,我們忽略掉異常的話,可以這樣寫:

func method(anObj: AnyObject) {
    objc_sync_enter(anObj)
    // 在 enter 和 exit 之間 anObj 不會被其他線程改變
    objc_sync_exit(anObj)
}

或者我們封裝成一個閉包的形式:

func synchronized(_ lock: AnyObject, _ closure: () -> ()) {
    objc_sync_enter(lock)
    closure()
    objc_sync_exit(lock)
}

如果我們加上異常的話,stackoverflow中有一個我覺得寫的比較好的方法:

func synchronized<T>(_ lock: AnyObject, _ closure: () throws -> T) rethrows -> T {
    objc_sync_enter(lock)
    defer { objc_sync_exit(lock) }
    return try closure()
}

當然了,synchronized方法,只能傳遞一個對象,在synchronized方法中執(zhí)行的內容中的數(shù)據(jù),是線程安全的。

我們來寫一個經(jīng)典的賣票Demo:

class ThreadTest {
    
    var tickets = 20
    let lock = NSLock()
    
    init() {
        let thread1 = Thread { [unowned self] in
            self?.syncSaleTickets()
        }
        thread1.name = "售票點A"
        thread1.start()
        let thread2 = Thread { [unowned self] in
            self?.syncSaleTickets()
        }
        thread2.name = "售票點B"
        thread2.start()
    }
    
    func synchronized<T>(_ lock: AnyObject, _ body: () throws -> T) rethrows -> T {
        objc_sync_enter(lock)
        defer { objc_sync_exit(lock) }
        return try body()
    }
    
    func syncSaleTickets() {
        
        while true {
            synchronized(self, { () -> Bool in
                if tickets > 0 {
                    print("\(Thread.current.name ?? ""): \(tickets)")
                    tickets -= 1
                } else {
                    print("票已賣完: \(tickets)")
                }
                return true
            })
            if tickets <= 0 {
                break
            }
        }
    }
}

打印結果:

售票點A: 20
售票點B: 19
售票點A: 18
售票點B: 17
售票點A: 16
售票點B: 15
售票點A: 14
售票點B: 13
售票點A: 12
售票點B: 11
售票點A: 10
售票點B: 9
售票點A: 8
售票點B: 7
售票點A: 6
售票點B: 5
售票點A: 4
售票點B: 3
售票點A: 2
售票點B: 1
票已賣完: 0

注意:

  • 這里我們傳遞的參數(shù)是self,并不是tickets。

除了synchronized方法,我們還可以用NSLock這個類對一個線程進行加鎖。代碼看起來是這樣的:

func saleTickets() {
    while true {
        if lock.try() {
            if tickets > 0 {
                print("\(Thread.current.name ?? ""): \(tickets)")
                tickets -= 1
            } else {
                print("票已賣完: \(tickets)")
                break
            }
            lock.unlock()
        }
    }
}

打印結果:

售票點A: 20
售票點B: 19
售票點A: 18
售票點B: 17
售票點A: 16
售票點B: 15
售票點A: 14
售票點B: 13
售票點A: 12
售票點B: 11
售票點A: 10
售票點B: 9
售票點A: 8
售票點B: 7
售票點A: 6
售票點B: 5
售票點A: 4
售票點B: 3
售票點A: 2
售票點B: 1
票已賣完: 0

這里也可以將if判斷改成直接加鎖lock.lock()。不過我認為加個判斷更好。

最后:

加鎖和解鎖都是要消耗一定性能的,因此我們不太可能為所有的方法都加上鎖。另外其實在一個 app 中可能會涉及到多線程的部分是有限的,我們也沒有必要為所有東西加上鎖。過多的鎖不僅沒有意義,而且對于多線程編程來說,可能會產(chǎn)生很多像死鎖這樣的陷阱,也難以調試。因此在使用多線程時,我們應該盡量將保持簡單作為第一要務。

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