线程安全三要素
0x01 什么是线程安全
当我们碰到问题时，总会去考虑这个操作在多线程下是不是线程安全的。由此我们总能考虑到一个东西：锁
通过锁我们可以实现数据的同步操作。但这就是线程安全吗？
为此笔者查阅了一些资料得到一些关键词：
线程安全的三个特性：
-
原子性
一个操作（可能包含多个子操作）要么全部执行完毕，要不一个都不执行。 -
可见性（易被忽略，原因参见分析）
当多个线程并发访问共享变量时，一个线程对共享变量的修改，其他线程能够立即看到。 -
顺序性
程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行
我们直接理解为：
线程安全其实就是有序的执行原子操作先保证操作的原子性，然后再保证多个这样的操作能按照我们的要求顺序执行。
可见性 容易被忽略原因分析：
CPU从主内存中读取数据的效率相对来说并不高，现在主流的计算机中都有几级缓存。
每个线程读取共享变量时，都会将该变量加载进其对应的CPU的告诉缓存中，修改该变量后，CPU会立即更新缓存，但并不一定会立即将其写会主内存（实际上写会主内存的时间不可预估）。
此时其他线程（尤其是不在同一个CPU上执行的线程）访问该变量是，从主内存中读到的就是旧的数据，而非第一个线程更新后的数据。
而这一点是操作系统或者说是硬件层面的机制，所以容易被忽略
0x02 iOS atomic线程是否安全分析
atomic作为访问类型，影响到的事修饰属性的setter方法和getter方法
如下示例代码：
声明
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
测试代码
Person *p = [Person new];
for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
p.name = [NSString stringWithFormat:@"hello:%d",i];
});
}
// 会直接crash
(lldb) bt
* thread #5, queue = 'com.apple.root.default-qos', stop reason = EXC_BAD_ACCESS (code=1, address=0x20)
frame #0: 0x00007fff68c45678 libobjc.A.dylib`objc_release + 24
* frame #1: 0x0000000100001b20 TestThread`-[Person setName:](self=0x0000000100470830, _cmd="setName:", name=@"hello:284") at Person.h:14:39
frame #2: 0x0000000100001d62 TestThread`__main_block_invoke(.block_descriptor=0x0000000100651290) at main.m:20:7
通过上面函数调用栈查看可以发现，crash原因定位到 [person setName:]中调用了objc_release。
通过下面setName在MRC下的写法，可以很清楚发现多线程下release了同一个_name对象导致crash
- (void)setName:(NSString *)name {
[_name release]; // 最终多线程同时release一个对象导致crash
_name = [name copy];
}
修改声明为atomic再次运行代码
@property (atomic, copy) NSString *name;
运行发现不会crash了，但是我们打印最后的用户名
Person *p = [Person new];
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
p.name = [NSString stringWithFormat:@"hello:%d",i];
});
}
NSLog(@"用户名%@",p.name);
发现每次打印的结果都不同
2020-04-27 00:04:22.147462+0800 TestThread[14203:1179501] 用户名hello:991
这里发现，我们代码的预期是希望打印出hello:999，但是此处却打印的是个随机结果。由此可见atomic并未保证我们线程安全的第三点顺序性。
0x03 总结
atomic线程是不安全的，它的安全性只是体现在读写有序，但是并不能保证外部操作的顺序性。
