多线程安全隐患

因为还是喜欢的界面和简洁的markdown书写方式，所以把以前写的文章从博客园迁移过来，如果大家以前看过，谢谢大家持久以来的关注，还会陆续更新很多iOS学习文章及其笔记。

本文要点

• 多线程安全隐患引出
• 多线程安全隐患代码示例
• 多线程安全隐患解决方案

一、多线程安全隐患引出

假设火车站有3个卖票窗口，余票是1000，卖票窗口3个线程同一时刻读取剩余票数,都是读取的1000,卖票线程1卖了一张 ，余票变成999。卖票线程2反应慢点，在卖票线程1后面执行卖票，因为卖票线程2刚开始读取的余票也是1000,所以在卖掉一张后,余额也变成999。卖票线程3反应更慢，在卖票线程2后面执行卖票，因为卖票线程3刚开始读取的余票也是1000,所以在卖掉一张后,余额依旧也变成999。所以出现了错误,本来卖了3张,可是余票还有999张。

因此当多个线程访问同一块资源时(同一个对象、同一个变量、同一个文件)，很容易引发数据错乱和数据安全问题。

二、多线程安全隐患代码示例

1>声明3个卖票线程，以及 leftTicketCount 来保存余票数

@property (nonatomic, strong) NSThread *thread1; //线程1 
@property (nonatomic, strong) NSThread *thread2; //线程2
@property (nonatomic, strong) NSThread *thread3; //线程3 
@property (nonatomic, assign) int leftTicketCount; //剩余票数

2>在viewDidLoad里面，设置余票为50张票，并创建了3个线程，并且分别起名“1号窗口”，“2号窗口” 及 “3号窗口”

self.leftTicketCount = 50;
self.thread1 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(saleTicket) object:nil];
self.thread1.name = @"1号窗⼝口";

self.thread2 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(saleTicket) object:nil];
self.thread2.name = @"2号窗⼝口";

self.thread3 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(saleTicket) object:nil]; 
self.thread3.name = @"3号窗⼝口";

3>实现售票方法

- (void)saleTicket {
　　　　while (1) {
　　　　　　int count = self.leftTicketCount; 
　　　　　　if (count > 0) { 
　　　　　　　　//线程睡⼀一下,其他线程才能有机可乘
　　　　　　　　[NSThread sleepForTimeInterval:0.05];
　　　　　　　　self.leftTicketCount = count - 1;
　　　　　　　　NSLog(@"%@卖了⼀一张票, 剩余%d张票", [NSThread currentThread].name, self.leftTicketCount); 
　　　　　　　　 }else {
　　　　　　　　　　return; // 退出循环 
　　　　　　　　}
　　　　} 
}

输出结果为：

输出结果

从结果可以轻易看出多个线程访问并操作剩余票数的时候，引发了数据错乱和数据安全问题

三、多线程安全隐患解决方案

在线程A读取数据后，加一把锁，别的线程就不能访问了，只允许加锁的线程A访问。当这个加锁线程操作完数据后，线程A解锁，此时别的线程就能访问了, 假设轮到线程B访问，线程B也先加把锁，保证只有自己能访问，执行完操作再解锁....就这样循环往复，只要谁访问就加把锁，直到操作结束后再解锁。这就是互斥锁。

加锁的目的就是为了保证同一时间,只能一个线程访问并执行代码。

代码实现互斥锁

- (void)saleTicket {
    while (1) {
        // ()⼩小括号⾥里⾯面放的是锁对象 
        @synchronized(self) { // 开始加锁
    　　　　　　int count = self.leftTicketCount; 
　　　　　　　　 if (count > 0) {
　　　　　　　　 　　　　[NSThread sleepForTimeInterval:0.05];
　　　　　　　　 　　　　self.leftTicketCount = count - 1;
　　　　　　　　　　　　 NSLog(@"%@卖了⼀一张票, 剩余%d张票", [NSThread currentThread].name, self.leftTicketCount); 
　　　　　　} else {
　　　　　　　　return; // 退出循环 
　　　　　　}
　　　　} // 解锁 
　　}
}   

通过把自身当做锁对象进行加锁，保证了自己在访问操作数据的时候，别的线程没法进来，只有等待执行完后开锁。

注意：

1.@synchronized(self) 不能写在 while (1)前面，尽管打印结果正确，但是始终执行的只有最先进来的进程。
2.尽管互斥锁能够有效防止因多线程抢夺资源而造成的数据安全问题，但是其需要消耗大量的CPU资源。
3.而且只有再多条线程抢夺同一块资源的时候才使用互斥锁

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