前言

多线程在开发过程中使用非常频繁，但是由于 OC GCD的强大和客户端对于多线程的需求没有那么复杂。很多时候就是一个简单的调用就可以满足我们的需求，但是随着项目的增大，简单的开启异步线程已经不能瞒住我们的需要。今天我来简单学些一下多线程的知识。

多线程

thread_all.png

同步，异步，并发，串行

• 同步和异步的主要影响: 能不能开启新的线程
  • 同步: 在当前线程中执行任务，不具备开启新线程的能力
  • 异步: 在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力
• 并发和串行的主要影响: 任务的执行方式
  • 并发: 多个任务同时执行，只有在异步函数下才有效
  • 串行: 一个任务执行完毕后，开始执行下一个任务

thread_sync_async.png

多线程隐患

多线程最常见的隐患是资源共享，当多个线程同时访问同一块资源的时候，容易引发数据错乱和数据安全问题。
解决办法是线程同步技术，实现同时只会有一个线程访问资源已解决资源共享的问题。
最常见的线程同步技术是 加锁

线程同步方案

以下说明按照性能从高到低排序:

• os_unfair_lock
  • 用于取代不安全的 OSSpinLock，从iOS 10才开始支持
  • 属于互斥锁，会让等待锁的线程处于休眠状态，并非忙等
  • 需要导入头文件 <os/lock.h>
• OSSpinLock
  • 自旋锁，等待锁的线程会处于忙等状态，一直占用CPU资源
  • 已经不再安全，会出现优先级反转导致死锁问题
  • 需要导入头文件 <libkern/OSAtomic.h>
• dispatch_semaphore
  • 信号量，初始值可以控制线程并发访问的最大数量
  • 如果初始值为1，代表同时只能有1个线程访问资源，保持同步
• pthread_mutex
  • 互斥锁，等待锁的线程会处于休眠状态
  • 需要导入头文件 <pthread.h>
  • 递归锁也是通过互斥锁实现的
  • 通过设置不同的属性值，实现不同类型的锁 PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE 就是递归锁
• dispatch_queue(DISPATCH_QUEUE_SERIAL)
  • GCD串行队列，可以实现锁的功能
• NSLock
  • 对 mutex 普通锁的封装
• NSCondition
  • 对 mutex 和 cond 的封装
• pthread_mutex(recursive)
  • 递归锁
• NSRecursiveLock
  • 对 mutex 递归锁的封装，API 跟 NSLock 基本一致
• NSConditionLock
  • NSCondition 进一步的封装
• @synchronized
  • 对 mutex 递归锁的封装
  • @synchronized(obj) 内部会生成 obj 对应的递归锁，然后进行加锁，解锁操作

属性的 atomic 修饰符用于保证属性的 setter、getter 的原子性操作，相当于在 getter、setter 内部价了线程同步的锁，但是它并不能保证使用属性的过程中是线程安全的

互斥锁，自旋锁比较

• 什么时候选用自旋锁比较划算
  • 预计线程等待锁的时间很短
  • 加锁代码(临界区)经常被调用，但竞争很少发生
  • CPU 资源不紧张
  • 多核处理器
• 什么时候选用互斥锁比较划算
  • 预计线程等待时间比较长
  • 单核处理器
  • 临界区有 IO 操作
  • 临界区代码复杂或者循环量大
  • 临界区竞争非常激烈
  • 递归锁是特殊的互斥锁，允许同一线程重复加锁

iOS中的读写安全方案

典型的应用场景是多读单写，经常用于文件等数据的读写操作，iOS中的实现方案有:

• pthread_rwlock：读写锁
  • 等待锁的线程会进入睡眠
• dispatch_barrier_async：异步栅栏调用
  • 必须传入自己创建的并发队列
  • 如果传入一个串行队列或者全局的并发队列，这个函数的效果相当于 dispatch_async 函数

最后

以上就是本篇的内容，势必会有一些遗漏和错误，欢迎斧正~