线程安全---锁

前言

线程安全是IOS开发中避免不了的话题，随着多线程的使用，对于资源的竞争以及数据的操作都可能存在风险，所以有必要在操作时保证线程安全。线程安全是多线程技术的保障，而IOS中实现线程安全主要是依靠各种锁，锁的种类很多，各有各的优缺点，需要开发者在使用过程中权衡利弊，选择最合适的锁来搭配多线程技术。

锁的种类：

NSLock

synchronized

pthread

信号量

NSConditionLock 与NSCondition

自旋锁

递归锁

随着项目越来越庞大且越来越复杂，对于项目中事务的处理，多线程的使用也变得尤为必要。多线程利用了CPU多核的性质，能并行执行任务，提高效率，单是随之而来的也会出现一些由多线程使用而造成的问题。锁主要分为：互斥锁，递归锁，信号量，条件锁 等... 锁的功能就是为了防止不同线程同时访问一段代码。下面举个简单的例子。

创建一个Pesson类 其中有一个NSinteger 属性 类型属性age

#import <Foundation/Foundation.h>

NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN

@interface Person : NSObject

@property (nonatomic , assign)NSInteger age; //在为赋值情况下 age默认是0 在外部模拟一种多线程的方位实例方法的情况

@end

NS_ASSUME_NONNULL_END

- (void)withoutLock {
    
  __block  Person *p = [Person  new];
    
    [NSThread detachNewThreadWithBlock:^{
        
        for (int i = 0; i< 1000; i++) {
            p.age++;
        }
        NSLog(@"%ld \n",p.age);
        
    }];
    
    
    [NSThread detachNewThreadWithBlock:^{
        for (int i = 0; i< 1000; i++) {
            p.age++;
        }
        NSLog(@"%ld \n",p.age);
    }];
    
}

不要在意数值的大小，这里只是为了达到模拟效果。可以看出，有两处代码，在不同的线程中调用了p.aee++; 按理想情况来说 结果应该是p.age是2000，但是分别打印线程的代码执行完后并非如此（每次执行结果基本都不相同）因为是不同的线程，所以不确定哪一个会先执行结束。相信有一定基础的同学都会明白其原因。因为在该处方法中没有加锁，导致不同线程竞争资源。当a线程和b线程同时拿到age时，例如此时的age的值是100 执行自增之后 a线程和b线程都将101赋值给了age,但总得有个先来后到，结果就是某一次被覆盖了。多次这样的操作就会导致误差。这个时候在多线程访问同一资源时要通过锁来保证同一时间仅有一个线程对该资源访问，这样就可以避免上述问题的发生！

1.使用 NSLock

- (void)withoutLock {
    
  __block  Person *p = [Person  new];
    
    NSLock *lock = [[NSLock alloc] init]; //加锁
    
    [NSThread detachNewThreadWithBlock:^{
        
        for (int i = 0; i< 1000; i++) {
            [lock lock];
            p.age++;
            [lock unlock];
        }
        NSLog(@"%ld \n",p.age);
        
    }];
    
    
    [NSThread detachNewThreadWithBlock:^{
        for (int i = 0; i< 1000; i++) {
            [lock lock];
            p.age++;
            [lock unlock];
        }
        NSLog(@"%ld \n",p.age);
    }];
    
}

NSLock使用起来比较简单，用创建的实例对象调用lock和unlock方法来加锁解锁，通过答应可以看到 结果是正确的 最后age是2000.

2.使用synchronized

这种锁是比较常用的，因为其使用方法是所以锁中最简单的，但性能却是最差的，所以对性能要求不太的使用情景下使用synchronized不失为一种比较方便的锁 代码如下。

- (void)synchronizedTest {
    
    __block  Person *p = [Person  new];
      
      [NSThread detachNewThreadWithBlock:^{
          
          for (int i = 0; i< 1000; i++) {
              @synchronized (p) { //加锁
                  p.age++;
              }
          }
          NSLog(@"%ld \n",p.age);
          
      }];
      
      
      [NSThread detachNewThreadWithBlock:^{
          for (int i = 0; i< 1000; i++) {
              @synchronized (p) { //加锁
                  p.age++;
              }
          }
          NSLog(@"%ld \n",p.age);
      }];
}

可以看出不需要创建锁，类似Swift中调用一个含有尾随闭包的函数，就能实现功能。

synchronized内部实现是通过传入对象，为其分配一个递归锁，存储在哈希表中。使用synchronized还需要有一些注意的地方，除了性能方面有劣势 还有两个问题， 一个是小括号里面需要传一个对象类型，基本数据类型不能作为参数, 另一个是小括号内的对象不能为空，如果为nil 就不能保证其锁的功能。

3. pthread 的全称是POSIX thread 是一套跨平台的多线程API,各个平台对其都有实现。pthread 是一套非常强大的多线程锁，可以创建互斥锁 ，递归锁 ，信号量，条件锁，读写锁，once锁等，基本上所有涉及的锁，都可以用pthread来实现

- (void)ptheadNormalTest {
    
    __block Person *p = [[Person alloc] init];
    
    NSLog(@"begin");
    
    __block pthread_mutex_t t;
    
    pthread_mutex_init(&t,NULL);
    
    [NSThread detachNewThreadWithBlock:^{
        
        for (int i = 0; i< 1000; i++) {
            pthread_mutex_lock(&t);
            p.age++;
            pthread_mutex_unlock(&t);
        }
        NSLog(@"% zd \n",p.age);
    }];
    
    [NSThread detachNewThreadWithBlock:^{
        
        for (int i = 0; i< 1000; i++) {
            pthread_mutex_lock(&t);
            p.age++;
            pthread_mutex_unlock(&t);
        }
        NSLog(@"% zd \n",p.age);
    }];
    
//    pthread_mutex_destroy(&t);
}

未完后续会补充！