探索dispatch_once

dispatch_once

dispatch_once是我们都所熟知的，它的用途就像名字一样，执行某个事件一次且仅只有一次。
它只有两个参数，第一个参数是once，第二个是首次执行的block块，调用起来是这样的

static dispatch_once_t predicate;
 dispatch_once(&predicate, ^{ 
       // some one-time task
 });

这个API用于全局的dictionary、单例、缓存，或者其他的只需要执行一次的任务。在一个单线程中，这种调用可能意义并不是很大，可以用一个简单的if语句来代替，但是我们的应用程序往往都是多线程的，dispatch_once是线程安全的，它可以保证在多个线程同时调用的时候，dispatch_once只会执行一次，并且所有的线程在dispatch_once返回之前都会进入等待状态。虽然我们自己来实现并不是难事，但是dispatch_once的速度是非常的快的，效率很高

dispatch_once在单线程的实现

让我们先来看看dispatch_once在单线程中是怎么实现的，这在实际开发中是意义并不大，但是让我们对它的理解有更好的帮助。注意，dispatch_once是由一个long型typedef来进行控制的,初始化为0，这里是它的实现：

void SimpleOnce(dispatch_once_t *predicate, dispatch_block_t block) {
    if(!*predicate) {
        block(); *predicate = 1;
    }
}

它的实现非常的简单，如果predicate为0，block进行回调，并把predicate设置为1。在后续的执行中将不会再调用block，这正是我们想要的，但是这在多线程下是完全不安全的，两个线程可以同时执行到if语句，会多次调用到block,这种情况就非常糟糕，并不是我们想要的结果。
在平时开发的时候这是常有的情况，那么我们就得考虑到线程安全，往往线程安全的代码会给性能带来隐患。

性能问题

当我们谈到dispatch_once的性能的时候，我们实际上从三种不同的方面来进行考虑

1. 当第一次执行dispatch_once，传入predicate参数，由哪个线程来执行block
2. 在首次调用dispatch_once之后，在block执行完毕之前，调用者不得不等待block执行完毕再继续执行
3. 在dispatch_once首次执行完成之后并且block也执行完成了，是无需等待的，是可以立即继续执行的

第一条在很大程度上是不重要的，毕竟它只会发生一次。
第二条的性能问题也是同样重要的，它可能潜在的发生几次，但是它只是在block正在执行的时候才会发生。大多数情况下，是永远不会发生的，也可能只会发生一次，即使在强度测试下，有许多线程同时调用dispatch_once，那么block将会在执行上耗时，这些调用都会等待block执行完成，所以就消耗了一些不必要的CPU
第三条性能问题是及其重要的。发生这种情况可能会成百上千次，我们希望dispatch_once用于保护一次性执行一个计算，这个计算结果是在任何地方都可以使用的。在理想情况下，坚持用dispatch_once去计算，计算成本应该提前于明确的计算时间，计算结果会赋值在一个全局变量上，我们希望这两块代码有相同的执行：

id gObject;

void Compute(void) {
    gObject = ...;
}

id Fetch(void) {
    return gObject;
}

id DispatchFetch(void) {
    static id object;
    static dispatch_once_t predicate;
    dispatch_once(&predicate, ^{
        object = ...;
    });
    return object;
}

锁(Locks)

使线程安全的标准方法是用锁包围访问共享数据的区域，这是一个很你难的问题，因为没有一个很适合的地方放置这个锁来保护临近的数据
我们可以通过clang的命令看看它的实现原理，可以看到一个包含锁的struct

未完待续...