IOS面试题(类相关) --- atomic与nonatomic

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问题1:描述下atomic与nonatomic

做IOS中我们会经常写属性, 写属性就必然会涉及到原子性(atomic), 和非原子性(nonatomic)

首先atomic 与nonatomic 都是属性中的修饰关键字。原子性是数据库原理里面的概念, ACID中的第一个。多线程中同一个变量可能会被多个线程访问甚至修改, 为了防止数据污染, 增加安全性。OC默认是atomic, 即对setter方法加锁, 这意味着多线程环境下访问属性是安全的, 在执行中不会被打断。但是相应也会付出维护原子性的系统资源代价, 数据的加锁解锁等。

因为atomic操作非常耗时, 大约是nonatomic 20倍, 我们平常开发如果不涉及多线程中的通信, 最好还是用非原子性nonatomic来修饰变量, 不会对线程有加锁操作。

所以可以看出 atomic 与 nonatomic主要区别在于是否对属性存取有加锁操作, 如果对设置一个属性关键字为atomic, 则编译器会自动生成互斥锁, 使得属性方法setter和getter具有原子性, 保证在多线程环境下数据一致性; 而nonatomic 则不会, 在多线程环境下对同一属性进行操作会造成读写不一致情况。

问题1追问: 能否举个例子描述下atomic并不完全安全情况

其实考察点: 尽管atomic 修饰属性在读写数据保持原子性, 能保证绝大多数读取一致性, 但是并不能保证所有情况都安全。例如:

@property (atomic, assign) int num;
...

    //放在线程1中
    for (int i = 0; i<100; i++) {
        self.num = self.num + 1;
        NSLog(@"线程1: %d", self.num);
    }
    
    //放在线程2中
    for (int i = 0; i<100; i++) {
        self.num = self.num + 1;
        NSLog(@"线程2: %d", self.num);
    }

pic1.png

最后打印出来的线程2 不一定是200, 为什么呢?
self.num = self.num + 1; 这个并不是原子性操作, 其实这句代码有三个操作, 取值、加1、赋值, 取值/赋值没有问题atomic可以保证, 但是加1操作不能保证, 会出现比如线程1中正在做加法操作, 而线程2中正在做赋值操作, 这样会产生线程1中加法结果不正确, 最后返回的值不正确, 这就是所谓的线程不安全现象。

那么怎么保证上面的线程安全执行呢? 一个简单思路加锁

    dispatch_queue_t a = dispatch_queue_create("123", DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT);
    dispatch_queue_t b = dispatch_queue_create("456", DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT);
    
    NSLock *lock = [[NSLock alloc] init];
    
    
    dispatch_async(a, ^{
        [lock lock];
        //放在线程1中
         for (int i = 0; i<100; i++) {
             self.num = self.num + 1;
             NSLog(@"线程1: %d", self.num);
         }
        [lock unlock];
    });
    
   
    dispatch_async(b, ^{
        [lock lock];
        //放在线程2中
        for (int i = 0; i<100; i++) {
            self.num = self.num + 1;
            NSLog(@"线程2: %d", self.num);
        }
        [lock unlock];
    });

(数组类似)

由上可看出 atomic 赋值/获取线程安全, 操作(添加/删除等)不在atomic范围之内