iOS多线程开发－线程安全

说到多线程就不得不提多线程中的锁机制，多线程操作过程中往往多个线程是并发执行的，同一个资源可能被多个线程同时访问，造成资源抢夺，这个过程中如果没有锁机制往往会造成重大问题。举例来说，每年春节都是一票难求，在12306买票的过程中，成百上千的票瞬间就消失了。不妨假设某辆车有1千张票，同时有几万人在抢这列车的车票，顺利的话前面的人都能买到票。但是如果现在只剩下一张票了，而同时还有几千人在购买这张票，虽然在进入购票环节的时候会判断当前票数，但是当前已经有100个线程进入购票的环节，每个线程处理完票数都会减1,100个线程执行完当前票数为-99，遇到这种情况很明显是不允许的。

要解决资源抢夺问题在iOS中有常用的有两种方法：一种是使用NSLock同步锁，另一种是使用@synchronized代码块。两种方法实现原理是类似的，只是在处理上代码块使用起来更加简单（C#中也有类似的处理机制synchronized和lock）。

多线程的安全隐患

资源共享

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

 
 
 
  
 
(void)test
 {
 //默认有20张票
 leftTicketsCount = 10;
 
//开启多个线程，模拟售票员售票
 NSThread *thread1=[[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(sellTickets) object:nil];
 thread1.name=@"售票员A";
 
NSThread *thread2=[[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(sellTickets) object:nil];
 thread2.name=@"售票员B";
 
NSThread *thread3=[[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(sellTickets) object:nil];
 thread3.name=@"售票员C";
 
//开启线程
 
[thread1 start];
 [thread2 start];
 [thread3 start];
 }
 
 
  
 
(void)sellTickets
 {
 while (1) {
 //1.先检查票数
 int count = leftTicketsCount;
 if (count>0) {
 //暂停一段时间
 [NSThread sleepForTimeInterval:0.002];
 
      //2.票数-1
      leftTicketsCount= count-1;
      
      //获取当前线程
      NSThread *current=[NSThread currentThread];
      NSLog(@"%@--卖了一张票，还剩余%d张票", current.name, leftTicketsCount);
  }
  else {
      //退出线程
      [NSThread exit];
  }
 
}
 }
 

打印结果：

售票结果，出现了重复买票的现象

如何解决

1.使用互斥锁

格式：

@synchronized(锁对象) {
// 需要锁定的代码
}

注意：锁定1份代码只用1把锁，用多把锁是无效的

 
 
 
  
 
(void)sellTickets
 {
 while (1) {
 @synchronized(self){//加一把锁
 //1.先检查票数
 int count = leftTicketsCount;
 if (count>0) {
 //暂停一段时间
 [NSThread sleepForTimeInterval:0.002];
 
          //2.票数-1
          leftTicketsCount= count-1;
          
          //获取当前线程
          NSThread *current=[NSThread currentThread];
          NSLog(@"%@--卖了一张票，还剩余%d张票", current.name, leftTicketsCount);
      }
      else {
          //退出线程
          [NSThread exit];
      }
  }
 
}
 }
 

打印结果：

Paste_Image.png

互斥锁的优缺点
优点：能有效防止因多线程抢夺资源造成的数据安全问题
缺点：需要消耗大量的CPU资源

互斥锁的使用前提：多条线程抢夺同一块资源
相关专业术语：线程同步,多条线程按顺序地执行任务
互斥锁，就是使用了线程同步技术

2.原子和非原子属性

OC在定义属性时有nonatomic和atomic两种选择
atomic：原子属性，为setter方法加锁（默认就是atomic）
nonatomic：非原子属性，不会为setter方法加锁

atomic加锁原理：

 @property (assign, atomic) int age;
 
 
 
  
(void)setAge:(int)age
 {
 @synchronized(self) {
 _age = age;
 }
 }
 

nonatomic和atomic对比

• atomic：线程安全，需要消耗大量的资源
• nonatomic：非线程安全，适合内存小的移动设备

3.NSLock

NSLock使用效果

4.dispatch_semaphore

dispatch_semaphore使用效果