iOS中的自旋锁与互斥锁

一：自旋锁与互斥锁

自旋锁：是一种用于保护多线程共享资源的锁，与一般互斥锁（mutex）不同之处在于当自旋锁尝试获取锁时以忙等待（busy waiting）的形式不断地循环检查锁是否可用。当上一个线程的任务没有执行完毕的时候（被锁住），那么下一个线程会一直等待（不会睡眠），当上一个线程的任务执行完毕，下一个线程会立即执行。
在多CPU的环境中，对持有锁较短的程序来说，使用自旋锁代替一般的互斥锁往往能够提高程序的性能。

互斥锁：当上一个线程的任务没有执行完毕的时候（被锁住），那么下一个线程会进入睡眠状态等待任务执行完毕，当上一个线程的任务执行完毕，下一个线程会自动唤醒然后执行任务。

自旋锁与互斥锁的相同点和不同点:

相同点：都能保证同一时间只有一个线程访问共享资源。都能保证线程安全。
不同点：
自旋锁：如果共享数据已经有其他线程加锁了，线程会以死循环的方式等待锁，一旦被访问的资源被解锁，则等待资源的线程会立即执行。
互斥锁：如果共享数据已经有其他线程加锁了，线程会进入休眠状态等待锁。一旦被访问的资源被解锁，则等待资源的线程会被唤醒。
结论：自旋锁的效率高于互斥锁。

优缺点分析：

由于自旋锁只是将当前线程不停地执行循环体，不进行线程状态的改变，所以响应速度更快。但当线程数不停增加时，性能下降明显，因为每个线程都需要执行，占用CPU时间。如果线程竞争不激烈，并且保持锁的时间段。适合使用自旋锁。

自旋锁应用场景：
比较适合做一些不耗时的操作

二：多线程安全隐患

资源共享
1块资源可呢会被多个线程共享，也就是多个线程可能会访问到一块资源，
比如多个线程访问同一个对象，同一个变量，同一个文件。当多线程访问同一块资源的时候，很容易引发数据错乱和数据安全问题。

注意点：
如果多线程访问同一个资源，那么必须使用同一把锁才能锁住。在开发中，尽量不要加锁，能在服务端做尽量在服务端做，如果必须要加锁，一定要记住，锁的范围不能太大，哪里有安全隐患就加在哪里。

synchronized(互斥锁) 与 atomic(自旋锁):

• 原子和非原子属性（nonatomic与atomic）

OC 在定义属性的时候有nonatomic和atomic等两种选择
atomic：原子属性，为 setter 方法加锁；
nonatomic：非原子属性，不会为 setter 方法加锁；
普通情况下都是在主线程做操作，所以一般都不会加锁。

对比:
共同点：都能保证同一时刻只能有一个线程操作锁住的代码；
不同点：
atomic：线程安全，需要消耗大量的资源，是一种单(线程)写多(线程)读的多线程技术；
nonatomic：非线程安全，适合内存小的移动设备；

• synchronized 条件锁

优点：我们不需要在代码中显式的创建锁对象，便可以实现锁的机制，能有效防止因多线程抢夺资源造成的数据安全问题；
缺点：会隐式的添加一个异常处理例程来保护代码，该处理例程会在异常抛出的时候自动的释放互斥锁，需要消耗大量的CPU资源；
使用最简单,性能也最差。

@synchronized(obj) { 
// 内部会添加异常处理,所以耗时 
NSLog(@"自动加锁,自动解锁,自动销毁"); 
} 

obj为该锁的唯一标识,只有当标识相同时,才为满足互斥。
因为必须使用同一把锁，开发中如果需要加锁，可直接使用 self 。

@synchronized(self) {
      //线程1进来之后，锁住，2和3都再外面等待
      //1、查询剩余的票数
      NSUInteger count = self.totalCount;
      //2、判断是否还有余票
      //2.1卖票
      //3 、提示客户，没有票了
      if (count>0) {
          [NSThread sleepForTimeInterval:0.1];
          self.totalCount = count-1;
          NSLog(@"%@卖了一张票,还剩%zd票",[NSThread currentThread].name,self.totalCount);
      }else{
          NSLog(@"没票了");
          break;
      }
  }//解锁

三：提问：

1. synchronized锁住的是代码还是对象？

synchronized锁住的是括号里的对象，而不是代码。
当synchronized锁住一个对象后，别的线程如果也想拿到这个对象的锁，就必须等待这个线程执行完成释放锁，才能再次给对象加锁，这样才达到线程同步的目的。即使两个不同的代码段，都要锁同一个对象，那么这两个代码段也不能在多线程环境下同时运行。synchronized中传入的object的内存地址，被用作key，通过hash map对应的一个系统维护的递归锁。
所以我们在用synchronized关键字的时候，能缩小代码段的范围就尽量缩小，能在代码段上加同步就不要再整个方法上加同步。这叫减小锁的粒度，使代码更大程度的并发。

2.atomic真的能保证对象的线程安全？

atomic 不能保证对象多线程的安全。它只是能保证你访问的时候给你返回一个完好无损的Value而已。
举个例子：如果线程 A 调了 getter，与此同时线程 B 、线程 C 都调了 setter——那最后线程 A get 到的值，有3种可能：可能是 B、C set 之前原始的值，也可能是 B set 的值，也可能是 C set 的值。同时，最终这个属性的值，可能是 B set 的值，也有可能是 C set 的值。所以atomic可并不能保证对象的线程安全。

本文参考文章：
互斥锁和自旋锁的对比
iOS atomic 对象是线程不安全的原因以及与 nonatomic 的区别

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