多线程分类
image.png image.pngc语言的关键字是assign
修饰结构体的关键字assign
死锁的原因
// 死锁
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
NSLog(@"任务1");
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
dispatch_sync(queue, ^{
NSLog(@"任务2");
});
NSLog(@"任务3");
};
// 不会死锁
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
NSLog(@"任务1");
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_main_queue();
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"任务2"); // 任务2不会等待上一个任务的完成出栈
});
NSLog(@"任务3");
};
image.png
死锁总结
使用sync
函数往当前串行队列
中添加任务,会卡住当前的串行队列,产生死锁。
锁
OSSpinLock(自旋锁)
OSSpinLock“自旋锁”,等待锁的线程会处于忙等(busy-wait)状态,一只占用着CPU资源
自旋锁不休眠
#import <libkern/OSAtomic.h>
// 定义锁 c语言的关键字是assign
@property (assign, nonatomic) OSSpinLock moneyLock;
// 初始化
self.moneyLock = OS_SPINLOCK_INIT;
OSSpinLockLock(&_moneyLock);
...加锁的任务
OSSpinLockUnlock(&_moneyLock);
什么时候使用自旋锁
预计线程等待锁的时间很短
加锁的代码(临界区)经常被调用,但竞争情况很少发生
CPU资源不紧张的时候
os_unfair_lock(互斥锁)
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_fair_lock锁的线程会处于休眠状态,并非忙等
加锁没解锁会导致死锁
互斥锁会休眠
#import <os/lock.h>
// 定义锁 c语言的关键字是assign
@property (assign, nonatomic) os_unfair_lock moneyLock;
// 初始化
self.moneyLock = OS_UNFAIR_LOCK_INIT;
os_unfair_lock_lock(&_moneyLock);
...加锁的任务
os_unfair_lock_unlock(&_moneyLock);
什么时候用互斥锁
预计线程等待锁的时间比较长
单核处理器
加锁的代码(临界区)有IO操作
加锁的代码(临界区)代码复杂或者循环量大
加锁的代码(临界区)竞争非常激烈
pthread_mutex(跨平台的锁)
mutex:互斥锁,等待锁的线程会处于休眠状态
可以实现递归锁
递归锁:允许同一个线程
对一把锁
进行重复加锁。
递归锁解决了:同一线程下,同一把普通锁的死锁问题
#define PTHREAD_MUTEX_NORMAL 0
#define PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK 1
#define PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE 2
#define PTHREAD_MUTEX_DEFAULT PTHREAD_MUTEX_NORMAL
#import <pthread.h>
// 定义锁 c语言的关键字是assign
@property (assign, nonatomic) pthread_mutex_t moneyLock;
// 初始化
pthread_mutexattr_t attr;
pthread_mutexattr_init(&attr);
pthread_mutexattr_settype(&attr, PTHREAD_MUTEX_DEFAULT); // 默认为互斥锁,可以定义为自旋锁
pthread_mutex_init(mutex, &attr);
pthread_mutexattr_destroy(&attr);
pthread_mutex_lock(&_moneyLock);
...加锁的任务
pthread_mutex_unlock(&_moneyLock);
添加依赖条件的 pthread_cond_t
#import "XSYPhreadCondLock.h"
#import <pthread.h>
@interface XSYPhreadCondLock ()
@property (assign, nonatomic) pthread_mutex_t mutex;
@property (assign, nonatomic) pthread_cond_t cond;
@property (strong, nonatomic) NSMutableArray *data;
@end
@implementation XSYPhreadCondLock
- (instancetype)init {
self = [super init];
if (self) {
pthread_mutexattr_t attr;
pthread_mutexattr_init(&attr);
pthread_mutexattr_settype(&attr, PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE);
pthread_mutex_init(&_mutex, &attr);
pthread_cond_init(&_cond, NULL);
self.data= [[NSMutableArray alloc] init];
}
return self;
}
- (void)otherTest {
[[[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(__remove) object:nil] start];
[[[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(__add) object:nil] start];
}
- (void)__remove {
pthread_mutex_lock(&_mutex);
if (self.data.count == 0) {
pthread_cond_wait(&_cond, &_mutex);
}
[self.data removeObjectAtIndex:0];
NSLog(@"删除了一个元素");
pthread_mutex_unlock(&_mutex);
}
- (void)__add {
pthread_mutex_lock(&_mutex);
[self.data addObject:@"test"];
NSLog(@"添加了一个元素");
pthread_mutex_unlock(&_mutex);
pthread_cond_signal(&_cond);
}
- (void)dealloc {
pthread_mutex_destroy(&_mutex);
}
@end
NSLock (自旋锁)
nslock是对pthread_mutex普通锁的封装,本质是一个NSObject对象
@property (strong, nonatomic) NSLock *moneyLock;
self.moneyLock = [[NSLock alloc] init];
[self.moneyLock lock];
...加锁的任务
[self.moneyLock unlock];
NSCursiveLock (递归锁)
NSCursiveLock是对pthread_mutex递归锁的封装
NSCondition
NSCondition是对pthread_mutex递归锁带有cond条件的封装
NSConditionLock
NSConditionLock 是对NSCodition的进一步封装。达到了顺序执行子线程的内容的效果。
@property (strong, nonatomic) NSConditionLock *moneyLock;
self.moneyLock = [[NSConditionLock alloc] initWithCondition:0];
- (void)__drawMoney {
[self.moneyLock lockWhenCondition:1]; // condition为1的时候才会加锁
...加锁的任务
[self.moneyLock unlockWithCondition:0]; // 解锁并将condition置为0
}
- (void)__saveMoney {
[self.moneyLock lockWhenCondition:0]; // condition为0的时候才会加锁
...加锁的任务
[self.moneyLock unlockWithCondition:1]; // 解锁并将condition置为1
}
@synchronized
synchronized是对mutex的封装
- (void)__sellTicket {
static NSObject *lock;
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
lock = [[NSObject alloc] init];
});
@synchronized (lock) {
... 加锁的内容
};
}
或
@synchronized ([self class]) {
...加锁的内容
};
信号量 dispatch_semaphore_t
@property (strong, nonatomic) dispatch_semaphore_t semaphore;
self.semaphore = dispatch_semaphore_create(1);
- (void)__drawMoney {
// 如果信号量的值 > 0,就让信号量的值减1,然后继续往下执行代码
// 如果信号量的值 <= 0,就会休眠等待,直到信号量的值变成>0,就让信号量的值减1,然后继续往下执行代码
// 让信号量的值-1
dispatch_semaphore_wait(self.semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
... 执行的内容
// 让信号量的值+1
dispatch_semaphore_signal(self.semaphore);
}
- (void)__saveMoney {
dispatch_semaphore_wait(self.semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
... 执行的内容
dispatch_semaphore_signal(self.semaphore);
}
线程同步的本质
线程同步的本质是:不要让多条线程同时占用一份资源
线程同步的实现方式
1、串行队列
2、锁
3、信号量
锁性能对比
image.pngatomic
atomic使用的是自旋锁加锁
atomic耗内存
保证set、get方法内部线程安全,但无法保证操作安全。
@property (strong, atomic) NSMutableArray *data;
self.data = [[NSMutableArray alloc] init]; // `set方法`是线程安全
[self.data addObject:@"1"]; // self.data线程安全,但是`添加操作`不是线程安全的
[self.data addObject:@"2"];
[self.data addObject:@"3"];
所以声明属性一般使用nonatomic。
实现多读单写
pthread_rwlock (自旋锁)
#import "XSYPthreadrwlock.h"
#import <pthread.h>
@interface XSYPthreadrwlock ()
@property (assign, nonatomic) pthread_rwlock_t lock;
@end
@implementation XSYPthreadrwlock
- (instancetype)init {
self = [super init];
if (self) {
pthread_rwlock_init(&_lock, NULL);
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
dispatch_async(queue, ^{
[self read];
});
dispatch_async(queue, ^{
[self write];
});
}
}
return self;
}
- (void)read {
pthread_rwlock_rdlock(&_lock);
NSLog(@"%s", __func__);
pthread_rwlock_unlock(&_lock);
}
- (void)write {
pthread_rwlock_wrlock(&_lock);
NSLog(@"%s",__func__);
pthread_rwlock_unlock(&_lock);
}
@end
dispatch_barrier_async
- 传入的队列必须是通过dispatch_queue_creat创建的
- 如果传入的是一个串行队列或一个全局的并发队列,那这个函数便等同于dispatch_async函数的效果
#import "XSYDispatchBarrier.h"
@interface XSYDispatchBarrier ()
@property (strong, nonatomic) dispatch_queue_t queue;
@end
@implementation XSYDispatchBarrier
- (instancetype)init {
self = [super init];
if (self) {
self.queue = dispatch_queue_create("barrier", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
[self read];
[self write];
}
}
return self;
}
- (void)read {
dispatch_async(_queue, ^{
NSLog(@"%@",@"read");
});
}
- (void)write {
dispatch_barrier_async(_queue, ^{
NSLog(@"%@",@"write");
});
}
@end
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