dispatch_semaphore
dispatch_semaphore是GCD用来同步的一种方式,dispatch_semaphore 信号量基于计数器的一种多线程同步机制。
在多个线程访问共有资源时候,会因为多线程的特性而引发数据出错的问题。
信号量在多线程开发中被广泛使用,当一个线程在进入一段关键代码之前,线程必须获取一个信号量,一旦该关键代码段完成了,那么该线程必须释放信号量。其它想进入该关键代码段的线程必须等待前面的线程释放信号量。
信号量的具体做法是:当信号计数大于0时,每条进来的线程使计数减1,直到变为0,变为0后其他的线程将进不来,处于等待状态;执行完任务的线程释放信号,使计数加1,如此循环下去。
GCD相关的共有三个函数,分别是
dispatch_semaphore_t dispatch_semaphore_create(long value);
long dispatch_semaphore_wait(dispatch_semaphore_t dsema, dispatch_time_t timeout);
long dispatch_semaphore_signal(dispatch_semaphore_t dsema);
下面我们逐一介绍三个函数:
1.dispatch_semaphore_create函数的声明为:
dispatch_semaphore_t dispatch_semaphore_create(long value);
该函数使用一个初始值创建一个dispatch_semaphore_t类型的信号量;传入的参数为long,输出一个dispatch_semaphore_t类型且值为value的信号量。
值得注意的是,这里的传入的参数value必须大于或等于0,否则dispatch_semaphore_create会返回NULL。
2. dispatch_semaphore_wait的声明为
long dispatch_semaphore_wait(dispatch_semaphore_t dsema, dispatch_time_t timeout);
这个函数的作用是这样的,如果dsema信号量的值大于0,该函数所处线程就继续执行下面的语句,并且将信号量的值减1;
如果desema的值为0,那么这个函数就阻塞当前线程等待timeout(注意timeout的类型为dispatch_time_t,不能直接传入整形或float型数),如果等待的期间desema的值被dispatch_semaphore_signal函数加1了,且该函数(即dispatch_semaphore_wait)所处线程获得了信号量,那么就继续向下执行并将信号量减1。
如果等待期间没有获取到信号量或者信号量的值一直为0,那么等到timeout时,其所处线程自动执行其后语句。
这个函数会使传入的信号量dsema的值减1;
参数:
dsema: 信号量;
timeout:dispatch_time_t类型。
在设置timeout时,比较有用的两个宏:DISPATCH_TIME_NOW 和 DISPATCH_TIME_FOREVER。一般可以直接设置timeout为这两个宏其中的一个,或者自己创建一个dispatch_time_t类型的变量。
创建dispatch_time_t类型的变量有两种方法,dispatch_time和dispatch_walltime。
typedef uint64_t dispatch_time_t;
dispatch_time_t dispatch_time(dispatch_time_t when, int64_t delta);
其参数when需传入一个dispatch_time_t类型的变量,和一个delta值。表示when加delta(单位值是纳秒)时间就是timeout的时间。
利用创建dispatch_time创建dispatch_time_t类型变量的时候一般也会用到这两个变量。
例如:dispatch_time_t t = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW,1*NSEC_PER_SEC);
表示当前时间向后延时一秒为timeout的时间,这里设置为1秒。
说明:第一个参数一般是DISPATCH_TIME_NOW,表示从现在开始。那么第二个参数就是真正的延时的具体时间。
这里要特别注意的是,delta参数是“纳秒!”,就是说,延时1秒的话,delta应该是“1000000000”=。=,太长了,所以理所当然系统提供了常量,如下:
#define NSEC_PER_SEC 1000000000ull
#define NSEC_PER_MSEC 1000000ull
#define USEC_PER_SEC 1000000ull
#define NSEC_PER_USEC 1000ull
关键词解释:
NSEC:纳秒。
MSEC: 豪秒。
USEC:微妙。
SEC:秒
PER:每
所以:
NSEC_PER_SEC,每秒有多少纳秒。
NSEC_PER_MSEC,每豪秒有多少纳秒。
USEC_PER_SEC,每秒有多少微秒。(注意是指在纳秒的基础上)
NSEC_PER_USEC,每微秒有多少纳秒。
dispatch_time_t dispatch_walltime(const struct timespec *_Nullable when, int64_t delta);
例:YYKitMacro.h
static inline dispatch_time_t dispatch_walltime_date(NSDate *date) {
NSTimeInterval interval;
double second, subsecond;
struct timespec time;
dispatch_time_t milestone;
interval = [date timeIntervalSince1970];
subsecond = modf(interval, &second);
time.tv_sec = second;
time.tv_nsec = subsecond * NSEC_PER_SEC;
milestone = dispatch_walltime(&time, 0);
return milestone;
}
3.dispatch_semaphore_signal的声明为:
long dispatch_semaphore_signal(dispatch_semaphore_t dsema);
发送一个信号,这个函数会使传入的信号量dsema的值加1。
说明:
dsema: 信号量
返回值: dispatch_semaphore_signal的返回值为long类型
当返回值为0时表示当前并没有线程等待其处理的信号量,其处理的信号量的值加1即可。当返回值不为0时,表示其当前有(一个或多个)线程等待其处理的信号量,该函数唤醒了一个等待的线程(当线程有优先级时,唤醒优先级最高的线程;否则随机唤醒)。
补充说明:关于信号量,一般可以用停车来比喻。
停车场剩余4个车位,那么即使同时来了四辆车也能停的下。如果此时来了五辆车,那么就有一辆需要等待。
信号量的值就相当于剩余车位的数目,dispatch_semaphore_wait函数就相当于来了一辆车,dispatch_semaphore_signal
就相当于走了一辆车。停车位的剩余数目在初始化的时候就已经指明了(dispatch_semaphore_create(long value)),
调用一次dispatch_semaphore_signal,剩余的车位就增加一个;调用一次dispatch_semaphore_wait剩余车位就减少一个;
当剩余车位为0时,再来车(即调用dispatch_semaphore_wait)就只能等待。有可能同时有几辆车等待一个停车位。有些车主
没有耐心,给自己设定了一段等待时间,这段时间内等不到停车位就走了,如果等到了就开进去停车。而有些车主就像把车停在这,
所以就一直等下去。