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iOS多线程同步技术之常用锁的使用介绍

iOS多线程同步技术之常用锁的使用介绍

作者: 王的for | 来源:发表于2018-08-13 08:35 被阅读0次

    前言:在出现多线程竞争数据的时候往往离不开锁,那么在这里给大家介绍下我们多线程同步技术的常用锁 有下面这些

    常用锁如下:

    •OSSpinLock

    •os_unfair_lock

    •pthread_mutex

    •dispatch_semaphore

    •dispatch_queue(DISPATCH_QUEUE_SERIAL)

    •NSLock

    •NSRecursiveLock

    •NSCondition

    •NSConditionLock

    •@synchronized

    1、OSSpinLock 

    •OSSpinLock叫做”自旋锁”,等待锁的线程会处于忙等(busy-wait)状态,一直占用着CPU资源。

    •目前已经不再安全,可能会出现优先级反转问题,如果等待锁的线程优先级较高,它会一直占用着CPU资源,优先级低的线程就无法释放锁。这个锁在ios10之后废弃了,被os_unfair_lock替代。需要导入头文件#import 

    OSSpinLock代码实现:

    2、os_unfair_lock

    •os_unfair_lock用于取代不安全的OSSpinLock ,从iOS10开始才支持

    •从底层调用看,等待os_unfair_lock锁的线程会处于休眠状态,并非忙等

    •需要导入头文件#import 

    •用来取代之前的SpinLock,ios10之后才有的

    代码实现如下:

    3、 pthread_mutex

    •互斥锁,等待锁的线程会处于休眠状态。

    •需要导入头文件#import 

    跨平台的锁,在linux等其他平台底层都通用

    •PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE递归锁允许同一线程对锁从复加锁,不是同一线程不允许。

    •PTHREAD_MUTEX_NORMAL普通锁:不允许线程从复加锁,要加锁需要等锁解锁后才能再加。

    (1)pthread_mutex – 条件

    4、NSLock、NSRecursiveLock

    1)、NSLock是对mutex普通锁的封装,

     //创建锁代码

    NSLock* lock = [[NSLock alloc]init];

    2)、NSRecursiveLock也是对mutex递归锁的封装,API跟NSLock基本一致;

    5、 NSCondition

    •NSCondition是对mutex和cond的封装

    6、NSConditionLock

    •NSConditionLock是对NSCondition的进一步封装,可以设置具体的条件值

    7、 dispatch_semaphore信号量

    •信号量

    •信号量的初始值,可以用来控制线程并发访问的最大数量

    •信号量的初始值为1,代表同时只允许1条线程访问资源,保证线程同步

     8、 dispatch_queue实现线程同步

    •直接使用GCD的串行队列可以实现线程同步的

    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("myqueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

        dispatch_sync(queue, ^{

            //同步实现的逻辑任务

        });

    9、 @synchronized

    •@synchronized是对mutex递归锁的封装

    •源码查看:objc4中的objc-sync.mm文件

    •@synchronized(obj)内部会生成obj对应的递归锁,然后进行加锁、解锁操作。相当于obj作为key,生成一个递归锁value。存在一个哈希表中。

    实现代码:

    @synchronized(obj对象){

            //任务...

        }

        @synchronized(self){

            //任务...

        }

    10、iOS线程同步方案性能比较

    上面介绍了常用锁的使用,那么性能上面比较,我们平时该怎么选择使用呢?

    •性能从高到低排序

    --os_unfair_lock   ios10之后新出的,版本有兼容要求。

    --OSSpinLock     ios10废弃了,存在优先级反转的问题。

    --dispatch_semaphore   推荐使用

    --pthread_mutex   推荐使用

    --dispatch_queue(DISPATCH_QUEUE_SERIAL)

    --NSLock

    --NSCondition

    --pthread_mutex(recursive)

    --NSRecursiveLock

    --NSConditionLock

    --@synchronized   性能最差不推荐使用。

    11、自旋锁、互斥锁比较 

    目前的锁大体分为:自旋锁跟互斥锁,如果在没有获得锁的情况下自旋锁的线程不会进入休眠,处于忙等,互斥锁会进入休眠。

    1)什么情况使用自旋锁比较划算?

    (1)预计线程等待锁的时间很短

    (2)加锁的代码(临界区)经常被调用,但竞争情况很少发生

    (3)CPU资源不紧张

    (4)多核处理器

    2)什么情况使用互斥锁比较划算?

    (1)预计线程等待锁的时间较长

    (2)单核处理器

    (3)临界区有IO操作,IO是比较消耗CPU资源的。

    (4)临界区代码复杂或者循环量大

    (5)临界区竞争非常激烈

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