iOS多线程开发-线程安全

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周末年安
2015.03.13 15:39* 字数 997

说到多线程就不得不提多线程中的锁机制,多线程操作过程中往往多个线程是并发执行的,同一个资源可能被多个线程同时访问,造成资源抢夺,这个过程中如果没有锁机制往往会造成重大问题。举例来说,每年春节都是一票难求,在12306买票的过程中,成百上千的票瞬间就消失了。不妨假设某辆车有1千张票,同时有几万人在抢这列车的车票,顺利的话前面的人都能买到票。但是如果现在只剩下一张票了,而同时还有几千人在购买这张票,虽然在进入购票环节的时候会判断当前票数,但是当前已经有100个线程进入购票的环节,每个线程处理完票数都会减1,100个线程执行完当前票数为-99,遇到这种情况很明显是不允许的。

要解决资源抢夺问题在iOS中有常用的有两种方法:一种是使用NSLock同步锁,另一种是使用@synchronized代码块。两种方法实现原理是类似的,只是在处理上代码块使用起来更加简单(C#中也有类似的处理机制synchronized和lock)。

多线程的安全隐患

资源共享

一块资源可能会被多个线程共享,也就是多个线程可能会访问同一块资源。比如多个线程访问同一个对象、同一个变量、同一个文件。当多个线程访问同一块资源时,很容易引发数据错乱和数据安全问题。

<pre><code>

  • (void)test
    {
    //默认有20张票
    leftTicketsCount = 10;

    //开启多个线程,模拟售票员售票
    NSThread *thread1=[[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(sellTickets) object:nil];
    thread1.name=@"售票员A";

    NSThread *thread2=[[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(sellTickets) object:nil];
    thread2.name=@"售票员B";

    NSThread *thread3=[[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(sellTickets) object:nil];
    thread3.name=@"售票员C";

    //开启线程

    [thread1 start];
    [thread2 start];
    [thread3 start];
    }

  • (void)sellTickets
    {
    while (1) {
    //1.先检查票数
    int count = leftTicketsCount;
    if (count>0) {
    //暂停一段时间
    [NSThread sleepForTimeInterval:0.002];

          //2.票数-1
          leftTicketsCount= count-1;
          
          //获取当前线程
          NSThread *current=[NSThread currentThread];
          NSLog(@"%@--卖了一张票,还剩余%d张票", current.name, leftTicketsCount);
      }
      else {
          //退出线程
          [NSThread exit];
      }
    

    }
    }
    </code></pre>

打印结果:

售票结果,出现了重复买票的现象

如何解决

1.使用互斥锁

格式:

@synchronized(锁对象) {
// 需要锁定的代码
}

注意:锁定1份代码只用1把锁,用多把锁是无效的

<pre><code>

  • (void)sellTickets
    {
    while (1) {
    @synchronized(self){//加一把锁
    //1.先检查票数
    int count = leftTicketsCount;
    if (count>0) {
    //暂停一段时间
    [NSThread sleepForTimeInterval:0.002];

              //2.票数-1
              leftTicketsCount= count-1;
              
              //获取当前线程
              NSThread *current=[NSThread currentThread];
              NSLog(@"%@--卖了一张票,还剩余%d张票", current.name, leftTicketsCount);
          }
          else {
              //退出线程
              [NSThread exit];
          }
      }
    

    }
    }
    </code></pre>

打印结果:

Paste_Image.png

互斥锁的优缺点
优点:能有效防止因多线程抢夺资源造成的数据安全问题
缺点:需要消耗大量的CPU资源

互斥锁的使用前提:多条线程抢夺同一块资源
相关专业术语:线程同步,多条线程按顺序地执行任务
互斥锁,就是使用了线程同步技术

2.原子和非原子属性

OC在定义属性时有nonatomic和atomic两种选择
atomic:原子属性,为setter方法加锁(默认就是atomic)
nonatomic:非原子属性,不会为setter方法加锁

atomic加锁原理:
<pre><code>
@property (assign, atomic) int age;

  • (void)setAge:(int)age
    {
    @synchronized(self) {
    _age = age;
    }
    }
    </code></pre>

nonatomic和atomic对比

  • atomic:线程安全,需要消耗大量的资源
  • nonatomic:非线程安全,适合内存小的移动设备

3.NSLock

NSLock使用效果

4.dispatch_semaphore

dispatch_semaphore使用效果
iOS多线程开发
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