OSSpinLock（自旋锁）

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

  • 循环等待访问，不释放当前资源
  • 用于轻量级数据访问，简单的int值 +1/-1操作
  • 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
  • 需要导入头文件#import <libkern/OSAtomic.h>

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    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 <os/lock.h>

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    pthread_mutex

  • mutex叫做”互斥锁”，等待锁的线程会处于休眠状态

  • 需要导入头文件#import <pthread.h>
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  • pthread_mutex – 递归锁

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  • pthread_mutex – 条件

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NSLock

  • 不可重入
  • NSLock是对mutex普通锁的封装

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NSRecursiveLock

  • 可重入

  • NSRecursiveLock也是对mutex递归锁的封装，API跟NSLock基本一致

    NSCondition

  • NSCondition是对mutex和cond的封装

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    NSConditionLock

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

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    dispatch_queue

  • 直接使用GCD的串行队列，也是可以实现线程同步的

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    dispath_semaphore_t

  • semaphore叫做”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

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    @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
  • 一般在创建单例对象的时候使用，保证在多线程下创建对象是唯一的

atomic

  • 修饰属性关键字
  • atomic用于保证属性setter、getter的原子性操作，相当于在getter和setter内部加了线程同步的锁
  • 可以参考源码objc4的objc-accessors.mm
  • 对被修饰对象进行原子操作（不负责使用）它并不能保证使用属性的过程是线程安全的

同步方案性能比较

性能从高到低排序

  • os_unfair_lock
  • OSSpinLock
  • dispatch_semaphore
  • pthread_mutex
  • dispatch_queue(DISPATCH_QUEUE_SERIAL)
  • NSLock
  • NSCondition
  • pthread_mutex(recursive)
  • NSRecursiveLock
  • NSConditionLock

  • @synchronized

    自旋锁、互斥锁比较

    什么情况使用自旋锁比较划算？

  • 预计线程等待锁的时间很短

  • 加锁的代码（临界区）经常被调用，但竞争情况很少发生
  • CPU资源不紧张
  • 多核处理器

什么情况使用互斥锁比较划算？

  • 预计线程等待锁的时间较长
  • 单核处理器
  • 临界区有IO操作
  • 临界区代码复杂或者循环量大

  • 临界区竞争非常激烈

    iOS中的读写安全方案

    思考如何实现以下场景

  • 同一时间，只能有1个线程进行写的操作

  • 同一时间，允许有多个线程进行读的操作
  • 同一时间，不允许既有写的操作，又有读的操作

上面的场景就是典型的“多读单写”，经常用于文件等数据的读写操作，iOS中的实现方案有

  • pthread_rwlock：读写锁

  • dispatch_barrier_async：异步栅栏调用

    pthread_rwlock

    等待锁的线程会进入休眠
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    dispatch_barrier_async

  • 这个函数传入的并发队列必须是自己通过dispatch_queue_cretate创建的

  • 如果传入的是一个串行或是一个全局的并发队列，那这个函数便等同于dispatch_async函数的效果

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