多线程线程同步方案

线程同步问题

OSSpinLock

• 已不安全，不推荐使用

• 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(优先级比较低的线程一直拿不到CPU 就无法释放锁，优先级高的一直拿不到锁，就处于死锁状态)
  • 需要导入头文件 #import <libkern/OSAtomic.h>

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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 <os/lock.h>

• 实际上也是互斥锁

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pthread_mutex

pthread_mutex 互斥锁

• mutex叫做”互斥锁”，等待锁的线程会处于休眠状态

• 需要导入头文件#import <pthread.h>

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pthread_mutex 递归锁

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pthread_mutex 条件锁

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NSLock、NSRecursiveLock

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NSCondition

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NSConditionLock

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-oGA3T6uF-1586360075313)(media/15414898062564/15817870542568.jpg)]

dispatch_semaphore

• semaphore叫做”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

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dispatch_queue(DISPATCH_QUEUE_SERIAL)

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@synchronized

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-DfwJYxg7-1586360075317)(media/15414898062564/15817871634320.jpg)]

线程同步方案性能比较

• 性能从高到低排序
  • os_unfair_lock (不公平的 iOS10开始使用，10以前版本不支持)
  • OSSpinLock (spin 旋转 不推荐使用)
  • dispatch_semaphore (推荐使用)
  • pthread_mutex (mutex 互斥) (推荐使用)
  • dispatch_queue(DISPATCH_QUEUE_SERIAL)
  • NSLock
  • NSCondition
  • pthread_mutex(recursive)
  • NSRecursiveLock
  • NSConditionLock
  • @synchronized

自旋锁、互斥锁比较

• 什么情况使用自旋锁比较划算？

  • 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
  • 多核处理器

• 什么情况使用互斥锁比较划算？

  • 预计线程等待锁的时间较长
  • 单核处理器
  • 临界区有IO操作
  • 临界区代码复杂或者循环量大
  • 临界区竞争非常激烈

iOS中的读写安全方案

• 思考如何实现以下场景

  • 同一时间，只能有1个线程进行写的操作
  • 同一时间，允许有多个线程进行读的操作
  • 同一时间，不允许既有写的操作，又有读的操作

• 上面的场景就是典型的“多读单写”，经常用于文件等数据的读写操作，iOS中的实现方案有

  • pthread_rwlock：读写锁

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  • dispatch_barrier_async：异步栅栏调用

    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-9N6CRpT8-1586360075325)(media/15414898062564/15818728827852.jpg)]
    [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-RUUjlnE6-1586360075326)(media/15414898062564/15818729092686.jpg)]