简单易懂的DispatchSemaphore

作者: 是的蛮大人 | 来源:发表于2017-07-28 18:16 被阅读583次

    DispatchSemaphore

    信号量,一种用来控制并发访问资源的机制,多用于多线程中,可以控制并发线程数量。

    例子

    • 第一个例子
    let queue = DispatchQueue.global()
    var arr = [Int]()
    for i in 0..<10000 {
        queue.async {
            print("add \(i)")
            arr.append(i)
        }
    }
    

    运行结果:运行一定时间后,程序crash
    crash原因分析:Array不是线程安全的,多线程并发操作Array导致crash

    • 第二个例子
    let semaphore = DispatchSemaphore(value: 1)
    let queue = DispatchQueue.global()
    var arr = [Int]()
    for i in 0..<10000 {
        queue.async {
            if semaphore.wait(timeout: .distantFuture) == .success {
                print("add \(i)")
                arr.append(i)
                semaphore.signal()
            }
        }
    }
    

    运行结果:运行正常,数据被成功添加到arr
    注意:arr中的数据并不是严格按照0~9999这个顺序添加进去的

    例子解析

    • 创建信号量
    let semaphore = DispatchSemaphore(value: 1)
    

    value表示的是初始值,我们这里设置为1
    另一种解释:WC里只有一个坑

    • 等待信号量
    if semaphore.wait(timeout: .distantFuture) == .success
    

    如果semaphore的值不为0,上面函数返回success,同时会将semaphore的值减1;
    如果是0,则线程一直等待(函数不返回,下面的代码不会执行),直到timeout

    timeout可以控制可等待的最长时间,设置为.distantFuture表示永久等待

    另一种解释:来了一个客人,如果有坑,则占了,坑数-1,否则等待上一个客人用完离开

    • 发送信号量
    semaphore.signal()
    

    semaphore的值+1,这个时候其他等待中的线程就会被唤醒执行(同等优先级下随机唤醒
    另一种解释:客人用完离开了,坑数+1

    总结一下

    • 代码设置了信号量的初始值是1
    • 第一次循环,wait返回success,执行if语句内的代码,同时信号量减一变为0
      更严格的说是queue中的异步task第一个被执行时,因为第一个task不一定是第一次循环添加的那个
    • 第二次循环,因为信号量为0,所以线程等待(假设第一次循环if内的代码还没执行完),后面的循环类似
    • 当第一次循环if语句内的semaphore.signal()代码执行后,信号量的值加1,变为1。所以当前正在等待的线程中的某一个被唤醒并执行,其他的线程继续等待
    • 依次类推...

    以上,如有问题,欢迎指正,感激不尽...

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      网友评论

      • DesmondDAI:感谢楼主分享~
        不过有个地方想指正,就是第一个例子的 crash 不是因为线程安全问题,是 closure 没有对变量 i 捕获(capture),导致在 concurrent 运行中,用完的 i 指针被二次释放,因为 crash 时系统抛出的错误是:`error for object 0x10a08d168: pointer being freed was not allocated`
        是的蛮大人:谢谢你的补充:smile:

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