iOS多线程同步技术之常用锁的使用介绍

前言:在出现多线程竞争数据的时候往往离不开锁,那么在这里给大家介绍下我们多线程同步技术的常用锁 有下面这些

常用锁如下:

•OSSpinLock

•os_unfair_lock

•pthread_mutex

•dispatch_semaphore

•dispatch_queue(DISPATCH_QUEUE_SERIAL)

•NSLock

•NSRecursiveLock

•NSCondition

•NSConditionLock

•@synchronized

1、OSSpinLock 

•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。这个锁在ios10之后废弃了,被os_unfair_lock替代。需要导入头文件#import 

OSSpinLock代码实现:


iOS多线程同步技术之常用锁的使用介绍_第1张图片

2、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 

•用来取代之前的SpinLock,ios10之后才有的

代码实现如下:


iOS多线程同步技术之常用锁的使用介绍_第2张图片

3、 pthread_mutex

•互斥锁,等待锁的线程会处于休眠状态。

•需要导入头文件#import 

跨平台的锁,在linux等其他平台底层都通用

•PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE递归锁允许同一线程对锁从复加锁,不是同一线程不允许。

•PTHREAD_MUTEX_NORMAL普通锁:不允许线程从复加锁,要加锁需要等锁解锁后才能再加。

(1)pthread_mutex – 条件


iOS多线程同步技术之常用锁的使用介绍_第3张图片

4、NSLock、NSRecursiveLock

1)、NSLock是对mutex普通锁的封装,

 //创建锁代码

NSLock* lock = [[NSLock alloc]init];

2)、NSRecursiveLock也是对mutex递归锁的封装,API跟NSLock基本一致;


iOS多线程同步技术之常用锁的使用介绍_第4张图片
iOS多线程同步技术之常用锁的使用介绍_第5张图片

5、 NSCondition

•NSCondition是对mutex和cond的封装

6、NSConditionLock


iOS多线程同步技术之常用锁的使用介绍_第6张图片

•NSConditionLock是对NSCondition的进一步封装,可以设置具体的条件值

iOS多线程同步技术之常用锁的使用介绍_第7张图片

7、 dispatch_semaphore信号量

•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


iOS多线程同步技术之常用锁的使用介绍_第8张图片

 8、 dispatch_queue实现线程同步

•直接使用GCD的串行队列可以实现线程同步的

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("myqueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

    dispatch_sync(queue, ^{

        //同步实现的逻辑任务

    });

9、 @synchronized

•@synchronized是对mutex递归锁的封装

•源码查看:objc4中的objc-sync.mm文件

•@synchronized(obj)内部会生成obj对应的递归锁,然后进行加锁、解锁操作。相当于obj作为key,生成一个递归锁value。存在一个哈希表中。

实现代码:

@synchronized(obj对象){

        //任务...

    }

    @synchronized(self){

        //任务...

    }

10、iOS线程同步方案性能比较

上面介绍了常用锁的使用,那么性能上面比较,我们平时该怎么选择使用呢?

•性能从高到低排序

--os_unfair_lock   ios10之后新出的,版本有兼容要求。

--OSSpinLock     ios10废弃了,存在优先级反转的问题。

--dispatch_semaphore   推荐使用

--pthread_mutex   推荐使用

--dispatch_queue(DISPATCH_QUEUE_SERIAL)

--NSLock

--NSCondition

--pthread_mutex(recursive)

--NSRecursiveLock

--NSConditionLock

--@synchronized   性能最差不推荐使用。

11、自旋锁、互斥锁比较 

目前的锁大体分为:自旋锁跟互斥锁,如果在没有获得锁的情况下自旋锁的线程不会进入休眠,处于忙等,互斥锁会进入休眠。

1)什么情况使用自旋锁比较划算?

(1)预计线程等待锁的时间很短

(2)加锁的代码(临界区)经常被调用,但竞争情况很少发生

(3)CPU资源不紧张

(4)多核处理器

2)什么情况使用互斥锁比较划算?

(1)预计线程等待锁的时间较长

(2)单核处理器

(3)临界区有IO操作,IO是比较消耗CPU资源的。

(4)临界区代码复杂或者循环量大

(5)临界区竞争非常激烈

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