1、谈下iOS开发中知道的哪些锁? 哪个性能最差?SD和AFN使用的哪个? 一般开发中你最常用哪个? 哪个锁apple存在问题又是什么问题?

1、谈下iOS开发中知道的哪些锁? 哪个性能最差?SD和AFN使用的哪个? 一般开发中你最常用哪个? 哪个锁apple存在问题又是什么问题?

我们在使用多线程的时候多个线程可能会访问同一块资源,这样就很容易引发数据错乱和数据安全等问题。这时候我们需要保证每次只有一个线程访问这一块资源,锁应运而生。

  • @synchronized
  • NSLock对象锁
  • NSRecursiveLock 递归锁
  • NSCondition
  • NSConditionLock 条件锁
  • pthread_mutex 互斥锁(C语言)
  • dispatch_semaphore 信号量实现加锁(GCD)
  • OSSpinLock

1)、@synchronized关键字加锁 互斥锁,性能较差不推荐使用

@synchronized(这里添加一个OC对象,一般使用self){
这里写要加锁的代码
}
注意点
a.加锁的代码尽量少
b.添加的OC对象必须在多个线程中都是同一对象
c.优点是不需要显示创建锁对象,便可以实现锁的机制。
d.@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,可以考虑使用该锁对象。

2)、NSLock互斥锁 不能多次调用lock方法,会造成死锁

在Cocoa程序中NSLock中实现了一个简单的互斥锁。所有锁(包括NSLock)的接口实际都是通过NSLocking协议定义的,它定义了lock和unlock方法。你使用这些方法来获取和释放该锁。
NSLock类还增加了tryLock和lockBeforeDate:方法。tryLock视图获取一个锁,但是如果锁不可用的时候,它不会阻塞线程,相反,它只是返回NO。
lockBeforeDate:方法视图获取一个锁,但是如果锁没有在规定的时间内被获取,它会让线程从阻塞状态变为非阻塞状态(或者返回NO)。

3)、NSRecursiveLock 递归锁

使用锁最容易犯的一个错误就是在递归或循环中造成死锁,在NSLock锁中,如果锁多次的lock,自己会被阻塞。

//创建锁              
_mutexLock = [[NSLock alloc]init];
//线程1
dispatch_async(self.concurrentQueue, ^{
    static void(^TestMethod)(int);
    TestMethod = ^(int value)
    {
        [_mutexLock lock];
        if (value > 0)
        {
            [NSThread sleepForTimeInterval:1];
            TestMethod(value--);
        }
        [_mutexLock unlock];
    };

    TestMethod(5);
});

此处将NSLock换成NSRecursiveLock,便可解决问题。
NSRecursiveLock类定义的锁可以在同一线程多次lock,而不会造成死锁。
递归锁会跟踪它被多次lock。每次成功的lock都必须平衡调用unlock操作。
只有所有的锁住和解锁操作都平衡的时候,锁才真正被释放给其他线程获得。

  //创建锁
_rsLock = [[NSRecursiveLock alloc] init];
 //线程1
 dispatch_async(self.concurrentQueue, ^{
    static void(^TestMethod)(int);
    TestMethod = ^(int value)
    {
        [_rsLock lock];
        if (value > 0)
        {
            [NSThread sleepForTimeInterval:1];
            TestMethod(value--);
        }
        [_rsLock unlock];
    };
    TestMethod(5);
});

4)、NSConditionLock条件锁

//主线程中
NSConditionLock *theLock = [[NSConditionLock alloc] init];
//线程1
dispatch_async(self.concurrentQueue, ^{
    for (int i=0;i<=3;i++)
    {
        [theLock lock];
        NSLog(@"thread1:%d",i);
        sleep(1);
        [theLock unlockWithCondition:i];
    }
});

//线程2
dispatch_async(self.concurrentQueue, ^{
    [theLock lockWhenCondition:2];
    NSLog(@"thread2");
    [theLock unlock];
});
图片.png

在线程1中的加锁使用了lock,是不需要条件的,所以顺利的就锁住了。
unlockWithCondition:在开锁的同时设置了一个整形的条件2。
线程2则需要一把被标识为2的钥匙,所以当线程1循环到i = 2时,线程2的任务才执行。
NSConditionLock也跟其他的锁一样,是需要lock与unlock对应的,只是lock,lockWhenCondition:与unlock,unlockWithCondition:是可以随意组合的,当然这是与你的需求相关的。

5)、NSCondition

看字面意思很好理解:
wait:进入等待状态
waitUntilDate::让一个线程等待一定的时间
signal:唤醒一个等待的线程
broadcast:唤醒所有等待的线程
例子:

等待2秒
NSCondition *cLock = [NSCondition new];
//线程1
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
NSLog(@"start");
[cLock lock];
[cLock waitUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:2]];
NSLog(@"线程1");
[cLock unlock];
});
图片.png

唤醒一个等待线程

NSCondition *cLock = [NSCondition new];
//线程1
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
[cLock lock];
NSLog(@"线程1加锁成功");
[cLock wait];
NSLog(@"线程1");
[cLock unlock];
});

//线程2
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
[cLock lock];
NSLog(@"线程2加锁成功");
[cLock wait];
NSLog(@"线程2");
[cLock unlock];
});

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
sleep(2);
NSLog(@"唤醒一个等待的线程");
[cLock signal];
});

结果:
图片.png

唤醒所有等待的线程

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
sleep(2);
NSLog(@"唤醒所有等待的线程");
[cLock broadcast];
});

运行结果:
图片.png

6)、pthread_mutex互斥锁

__block pthread_mutex_t mutex;
pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
//线程1
dispatch_async(self.concurrentQueue), ^{
  pthread_mutex_lock(&mutex);
  NSLog(@"任务1");
  sleep(2);
  pthread_mutex_unlock(&mutex);
});

//线程2
dispatch_async(self.concurrentQueue), ^{
  sleep(1);
  pthread_mutex_lock(&mutex);
  NSLog(@"任务2");
  pthread_mutex_unlock(&mutex);
});

7)、dispatch_semaphore信号量实现加锁

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

dispatch_semaphore_t signal = dispatch_semaphore_create(1); //传入值必须 >=0, 若传入为0则阻塞线程并等待timeout,时间到后会执行其后的语句
dispatch_time_t overTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 3.0f * NSEC_PER_SEC);
//线程1
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
NSLog(@"线程1 等待ing");
dispatch_semaphore_wait(signal, overTime); //signal 值 -1
NSLog(@"线程1");
dispatch_semaphore_signal(signal); //signal 值 +1
NSLog(@"线程1 发送信号");
NSLog(@"--------------------------------------------------------");
   });
  //线程2
 dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
NSLog(@"线程2 等待ing");
dispatch_semaphore_wait(signal, overTime);
NSLog(@"线程2");
dispatch_semaphore_signal(signal);
NSLog(@"线程2 发送信号");
});

dispatch_semaphore_create(1): 传入值必须 >=0, 若传入为 0 则阻塞线程并等待timeout,时间到后会执行其后的语句
dispatch_semaphore_wait(signal, overTime):可以理解为 lock,会使得 signal 值 -1
dispatch_semaphore_signal(signal):可以理解为 unlock,会使得 signal 值 +1
运行结果


图片.png

8)、OSSpinLock(不建议使用)

新版 iOS 中,系统维护了 5 个不同的线程优先级/QoS: background,utility,default,user-initiated,user-interactive。高优先级线程始终会在低优先级线程前执行,一个线程不会受到比它更低优先级线程的干扰。这种线程调度算法会产生潜在的优先级反转问题,从而破坏了 spin lock。

具体来说,如果一个低优先级的线程获得锁并访问共享资源,这时一个高优先级的线程也尝试获得这个锁,它会处于 spin lock 的忙等状态从而占用大量 CPU。此时低优先级线程无法与高优先级线程争夺 CPU 时间,从而导致任务迟迟完不成、无法释放 lock。这并不只是理论上的问题,libobjc 已经遇到了很多次这个问题了,于是苹果的工程师停用了 OSSpinLock。

AFN 3.1 .0 使用NSlock 、@synchronized和 dispatch_semaphore_t信号量实现加锁(老版本有使用过NSRecursiveLock) SDWebImage 使用@synchronized

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