iOS 线程同步几种方式

多线程同步目的有以下几个方面：第一，对一段代码的执行进行保护，如果同时执行一段代码，中间的临时变量可能会互相干扰造成结果不对；第二，对资源的保护，多个线程执行不同的代码，但是可能涉及同一个资源；第三，消息传递，一个线程通知另外一个线程发生了一件事。

iOS中常用线程同步方式：

NSLock

一个封装了pthread_mutex的OC对象，常用于保护一个代码块，如果NSLock对象已经被lock，当前线程放弃时间片并阻塞，等待锁的释放。

可以通过lockBeforeDate:限制一个锁定的时间，获取锁的时候也可以使用tryLock:来避免阻塞。

NSLock有3点要注意：unlock的执行线程必须和lock相同，否则行为未定义；在同一个线程上lock两次会造成死锁；向未lock的对象发送unlock会造成Crash。

NSRecursiveLock

NSRecursiveLock也是封装了一个pthread_mutex，和NSLock不同的是在NSLock中pthread_mutex的类型是 PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK，而在NSRecursiveLock中pthread_mutex的类型是PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE。

在同一个线程上lock两次会造成死锁，但是一个线程在请求锁之前可能不知道这个锁是否已经被锁定，亦或一个函数可能会被多次或者递归调用，如果贸然加锁，就会造成死锁，此种情况下，应该使用NSRecursiveLock。NSRecursiveLock允许一个线程多次获取锁（同时需要相应的释放次数），对于没有获取锁的线程而言，与NSLock功能一致。

NSConditionLock & NSCondition

NSLock是比较简单的锁，一个线程申请锁，然后其他线程等待，当这个线程释放锁的时候，等待的线程哪个会被唤醒没有定义。如果仍然使用NSLock，此时的解决方案就是线程在释放锁之前设置一个全局的状态，然后等待的线程获取锁之后，查看状态，如果不是自己要处理的情况，就释放锁，重新进入循环。但是这种方案有不可预测性，因为不知道应该被唤起的线程何时能获取到锁，其他线程不停的被唤起等待性能损失也非常大。

NSConditionLock就是解决这种情况的。NSConditionLock把条件变量封装到了锁中，内核根据是否满足等待条件来决定是否让线程获得锁。有两个核心API：

-lockWhenCondition:如果满足条件，就获取锁。

-unlockWithCondition:设置一个获取锁的条件并解锁。

dispatch_semaphore_t

考虑另外一种场景，一个线程是生产者，生产了3个产品，然后有5个消费者线程等待。这是介于NSLock和NSConditionLock之间的场景，第一是有条件的，一共就3个产品；第二，不用区分线程，只要唤醒3个就可以。这时候无论使用NSLock还是使用NSConditionLock都不太方便。

dispatch_semaphore_t就是在这样的场景下使用。dispatch_semaphore_t解决方案有3个核心函数：

dispatch_semaphore_create，创建一个信号量，指定资源个数。

dispatch_semaphore_wait，等待信号量，如果资源已经为0则阻塞线程，当资源大于0的时候被唤醒。

dispatch_semaphore_signal，发送一个信号量，将资源数+1。

这里还有一个逻辑，就是如果资源数已经达到了初识设定的3个，生产者线程再signal也会被阻塞。在实际工程中，这个机制可以保护产品队列的大小。

dispatch_barrier_async & dispatch_barrier_sync

还有一种场景，就是多个线程访问一个资源，对于读可以并发，但是对于写需要独占，也就是所谓的读写锁。

使用GCD的API可以实现这个需求。把一个block使用barrier的方式提交到并行队列中，一旦这个block开始执行，队列中其他的block就不能执行直到这个block执行完成。可以把写操作写在这个block中，然后读操作写在另外的block中使用一般的提交。就能实现读并发，写独占。

dispatch_barrier_async和dispatch_barrier_sync的区别是dispatch_barrier_sync会阻塞线程，直到提交的block执行完毕。

需要注意的是，要自己创建并行队列，官方文档给出：

The queue you specify should be a concurrent queue that you create yourself using the dispatch_queue_create function. If the queue you pass to this function is a serial queue or one of the global concurrent queues, this function behaves like the dispatch_async function.

其实，对于读写锁，更好理解的是pthread_rwlock系列函数。