iOS 多线程初步研究-锁

本文介绍了iOS中多种线程同步机制的基本用法,包括NSLock、NSConditionLock、NSCondition、NSRecursiveLock以及@synchronized对象锁。通过具体的生产者-消费者模型示例,展示了不同同步机制的特点和应用场景。

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谈到线程同步,一般指如何对线程间共享数据的同步读写,如何避免混乱的读写结果。一个基本的解决办法就是使用锁(LOCK)。

iOS提供多种同步锁的类和方法,这里介绍下基本用法。

 

1. NSLock:最基本的同步锁,使用lock来获得锁,unlock释放锁。如果其它线程已经使用lock,这时lock方法会阻塞当前线程,直到其它线程调用unlock释放锁为止。NSLock锁一般用于简单的同步算法。比如生产者线程产生数据(produce),消费线程显示数据(consume),可以这样实现:

- (void)produce

{

  while (1)

  {

    [theLock lock];

    // create data

    [theLock unlock];

  }

}

- (void)consume

{

  while (1)

  {

    if ([theLock tryLock])

    {

      // display data

      [theLock unlock];

    }

    sleep(1.0); //sleep a while

  }

}

NSLock的tryLock方法可以避免阻塞当前线程,如果不能获得锁则返回NO。也可使用:

- (BOOL)lockBeforeDate:(NSDate *)limit;

设置超时返回时间。

 

2. NSConditionLock,即条件锁,可以设置自定义的条件来获得锁。比如上面的例子可以这样改用条件锁实现:

- (void)produce

{

  while (1)

  {

    [theLock lockWhenCondition:NO_DATA];

    // create data

    [theLock unlockWithCondition:HAS_DATA];

  }

}

- (void)consume

{

  while (1)

  {

    if ([theLock tryLockWhenCondition:HAS_DATA])

    {

      // display data

      [theLock unlockWithCondition:NO_DATA];

    }

    sleep(1.0); //sleep a while

  }

}

 

3. NSCondition:条件(一种信号量),类似Java中的Condition,但有所不同的是NSCondition是锁和条件的组合实现。wait方法用于线程的等待(相当于Java Condition的await()),然后通过signal方法通知等待线程(相当于Java Condition的signal()),或者broadcast通知所有等待的线程相当于Java Condition的signalAll())。一个简单生产消费同步例子:

- (void)produce

{

  [theLock lock];

  // create data

  hasData = YES;

  [theLock signal]; //这时通知调用wait的线程结束等待并返回

  [theLock unlock];

}

- (void)consume

{

  [theLock lock];

  while (!hasData)

    [theLock wait]; //注意:这时其它线程的lock调用会成功返回

  //display data

  hasData = NO;

  [theLock unlock];

}

 

4. NSRecursiveLock:递归锁,顾名思义一般用于递归程序。它可以让同一线程多次获得锁,解锁次数也必须相同,然后锁才能被其它线程获得。看下官网文档中的简单例子就能明白:

void MyRecursiveFunction(int value) 

  [theLock lock]; 

  if (value != 0) 

  { 

    --value; 

    MyRecursiveFunction(value); 

  }

  [theLock unlock];

}

当然不只用于递归程序,类似Java中的ReentrantLock。

 

5. @synchronized实现对象锁,类似Java中synchronized关键词。一般这样使用,但不多啰嗦了:

@synchronized(anObj) 

//......

} 


<think>好的,我现在需要处理用户关于网络变压器静电防护电路设计的查询。用户提到参考了之前的引用内容,但那些是关于USB和接口电路的ESD防护,以及MOS管防反接技术的。不过用户现在的问题集中在网络变压器部分,所以我得把重点放在这。 首先,我需要回忆网络变压器的结构。网络变压器通常用于以太网等通信接口,主要功能包括信号隔离、阻抗匹配和抑制共模干扰。静电防护方面,ESD防护电路设计是关键,需要防止静电放电对内部电路造成损坏。 根据用户提供的引用[1],USB的ESD防护常用TVS二极管和电阻电容的组合。这可能也适用于网络变压器,但需要考虑网络接口的特殊要求,比如信号速率和差分信号的特点。另外,引用[2]提到MOS管用于防反接,但网络变压器的防护可能更多集中在ESD器件上,而不是电源防反接。 接下来,我需要确定网络变压器静电防护的常见方案。通常,网络接口会使用TVS二极管阵列,特别是针对差分线的双向TVS,如SRV05-4这样的多通道保护器件。同时,可能需要结合气体放电管(GDT)来应对更高能量的浪涌,但ESD防护更多是TVS负责。另外,电阻和电容的配合使用可以滤除高频干扰,但要注意信号完整性。 布局布线方面,引用[1]提到防护器件靠近接口,这同样适用于网络变压器。防护器件应尽可能靠近RJ45连接器,减少ESD路径的阻抗。地线设计也很重要,确保良好的接地,可能使用隔离地或单点接地,避免环路。 还需要考虑网络变压器的共模抑制能力。变压器本身有一定的隔离作用,但前端仍需TVS保护。此外,可能需要磁珠或共模扼流圈来增强共模噪声抑制。 用户可能关心具体电路图,所以需要描述典型防护电路的组成部分,比如TVS阵列的位置、电阻的使用、接地方式等。同时,要提到设计注意事项,比如器件选型的电压容限、响应速度,以及布局的要点。 最后,生成相关问题时要围绕网络变压器的ESD防护,可能涉及器件选型、布局优化、测试方法、常见故障分析等。</think>### 网络变压器静电防护电路设计方案 网络变压器(如以太网接口中的磁性模块)的静电防护ESD)设计需结合其信号传输特性与隔离需求,以下为典型实现方案: --- #### **1. 防护核心思路** - **前端防护**:在信号线进入网络变压器前添加ESD器件,泄放静电电流[^1]。 - **隔离设计**:利用网络变压器的磁耦合特性阻断共模干扰,但需配合前端防护增强可靠性。 - **低电容ESD器件**:避免高频信号(如100MHz以太网)因寄生电容衰减,选择电容值<$1\ \text{pF}$的TVS二极管[^2]。 --- #### **2. 典型电路实现** ```plaintext RJ45接口 → TVS阵列 → 电阻/磁珠 → 网络变压器 → 后端PHY芯片 ``` **关键元件说明:** - **TVS二极管阵列** 选用多通道双向TVS(如SRV05-4),覆盖所有差分线(TX+/TX-、RX+/RX-)。 示例参数:$V_{\text{working}}=5\ \text{V}$,$V_{\text{clamping}}<15\ \text{V}$@8kV ESD。 - **限流电阻/磁珠** 在TVS后串联$0\ \Omega$电阻或$10-100\ \Omega$磁珠,限制ESD电流并吸收残余能量。 - **网络变压器集成电容** 部分变压器内置$2000\ \text{pF}$共模电容,可辅助滤波。 --- #### **3. 布局与接地要求** 1. **TVS靠近接口**:距离RJ45连接器<$5\ \text{mm}$,优先使用0402封装减小回路电感[^1]。 2. **分割地平面**: - 变压器初级侧(接口端)接地(PGND)与次级侧(PHY端)数字地(DGND)通过$0\ \Omega$电阻单点连接。 - TVS接地引脚直接连接到金属外壳或独立接地层。 3. **差分线对称走线**:减少阻抗突变,避免ESD路径绕行。 --- #### **4. 设计验证要点** - **IEC 61000-4-2测试**:需通过接触放电±8kV/空气放电±15kV。 - **信号完整性测试**:ESD防护电路加入后,眼图应满足IEEE 802.3标准。 ---
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