Objective-C中不同方式实现锁（1）

原文地址：http://www.tanhao.me/pieces/616.html/

 

为什么需要使用锁，当然熟悉多线程的你，自然不会对它觉得陌生。

那你在代码中是否很好的使用了锁的机制呢？你又知道几种实现锁的方法呢？

 

今天一起来探讨一下Objective-C中几种不同方式实现的锁，在这之前我们先构建一个测试用的类，假想它是我们的一个共享资源，method1与method2是互斥的，代码如下：

@implementation TestObj

- (void)method1
{
    NSLog(@"%@",NSStringFromSelector(_cmd));
}

- (void)method2
{
    NSLog(@"%@",NSStringFromSelector(_cmd));    
}

@end

 1.使用NSLock实现的锁

//主线程中
TestObj *obj = [[TestObj alloc] init];
NSLock *lock = [[NSLock alloc] init];

//线程1
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    [lock lock];
    [obj method1];
    sleep(10);
    [lock unlock];
});

//线程2
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    sleep(1);//以保证让线程2的代码后执行
    [lock lock];
    [obj method2];
    [lock unlock];
});

 看到打印的结果了吗，你会看到线程1锁住之后，线程2会一直等待走到线程1将锁置为unlock后，才会执行method2方法。

NSLock是Cocoa提供给我们最基本的锁对象，这也是我们经常所使用的，除lock和unlock方法外，NSLock还提供了tryLock和lockBeforeDate:两个方法，前一个方法会尝试加锁，如果锁不可用(已经被锁住)，刚并不会阻塞线程，并返回NO。lockBeforeDate:方法会在所指定Date之前尝试加锁，如果在指定时间之前都不能加锁，则返回NO。

2.使用synchronized关键字构建的锁

当然在Objective-C中你还可以用@synchronized指令快速的实现锁：

//主线程中
TestObj *obj = [[TestObj alloc] init];

//线程1
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    @synchronized(obj){
        [obj method1];
        sleep(10);
    }
});

//线程2
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    sleep(1);
    @synchronized(obj){
        [obj method2];
    }
});

 @synchronized指令使用的obj为该锁的唯一标识，只有当标识相同时，才为满足互斥，如果线程2中的@synchronized(obj)改为@synchronized(other),刚线程2就不会被阻塞，@synchronized指令实现锁的优点就是我们不需要在代码中显式的创建锁对象，便可以实现锁的机制，但作为一种预防措施，@synchronized块会隐式的添加一个异常处理例程来保护代码，该处理例程会在异常抛出的时候自动的释放互斥锁。所以如果不想让隐式的异常处理例程带来额外的开销，你可以考虑使用锁对象。

3.使用C语言的pthread_mutex_t实现的锁

//主线程中
TestObj *obj = [[TestObj alloc] init];

__block pthread_mutex_t mutex;
pthread_mutex_init(&mutex, NULL);

//线程1
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    [obj method1];
    sleep(5);
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
});

//线程2
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    sleep(1);
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    [obj method2];
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
});

 pthread_mutex_t定义在pthread.h，所以记得#include 

4.使用GCD来实现的”锁”
以上代码构建多线程我们就已经用到了GCD的dispatch_async方法，其实在GCD中也已经提供了一种信号机制，使用它我们也可以来构建一把”锁”(从本质意义上讲，信号量与锁是有区别，具体差异参加信号量与互斥锁之间的区别):

//主线程中
TestObj *obj = [[TestObj alloc] init];
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);

//线程1
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    [obj method1];
    sleep(10);
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});

//线程2
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    sleep(1);
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    [obj method2];
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});

 至于代码产生的效果当然和上一例是一模一样的，关于信号机制，熟悉C编程的你肯定也不会陌生的，关于GCD中更多关于dispatch_semaphore_t的信息，可以跳转到本博客的这一往篇文章:GCD介绍（三）: Dispatch Sources

好了，以上就是我所列举了几种方式来实现锁，当然锁大多数情况下也是配合多线程一起使用的，关于多线程编程，我这儿就不赘述了。