22 多线程之atomic，读写安全
2020-01-20 本文已影响0人
zysmoon
一 atomic
atomic用于保证属性setter、getter的原子性操作，相当于在getter和setter内部加了线程同步的锁
可以参考源码objc4的objc-accessors.mm
- setter方法实现
static inline void reallySetProperty(id self, SEL _cmd, id newValue, ptrdiff_t offset, bool atomic, bool copy, bool mutableCopy)
{
if (offset == 0) {
object_setClass(self, newValue);
return;
}
id oldValue;
id *slot = (id*) ((char*)self + offset);
if (copy) {
newValue = [newValue copyWithZone:nil];
} else if (mutableCopy) {
newValue = [newValue mutableCopyWithZone:nil];
} else {
if (*slot == newValue) return;
newValue = objc_retain(newValue);
}
if (!atomic) {
oldValue = *slot;
*slot = newValue;
} else {
spinlock_t& slotlock = PropertyLocks[slot];
slotlock.lock();
oldValue = *slot;
*slot = newValue;
slotlock.unlock();
}
objc_release(oldValue);
}
- get方法实现
id objc_getProperty(id self, SEL _cmd, ptrdiff_t offset, BOOL atomic) {
if (offset == 0) {
return object_getClass(self);
}
// Retain release world
id *slot = (id*) ((char*)self + offset);
if (!atomic) return *slot;
// Atomic retain release world
spinlock_t& slotlock = PropertyLocks[slot];
slotlock.lock();
id value = objc_retain(*slot);
slotlock.unlock();
// for performance, we (safely) issue the autorelease OUTSIDE of the spinlock.
return objc_autoreleaseReturnValue(value);
}
分析
nonatomic和atomic
-
atom：原子，不可再分割的单位 -
atomic：原子性 - 给属性加上
atomic修饰，可以保证属性的setter和getter都是原子性操作，也就是保证setter和gette内部是线程同步的
@property (copy, atomic) NSString *name;
- (void)setName:(NSString *)name {
// 加锁
_name = name;
// 解锁
}
- (NSString *)name {
// 加锁
return _name;
// 解锁
}
它并不能保证使用属性的过程是线程安全的
@property (strong, atomic) NSMutableArray *data;
Person *p = [[Person alloc] init];
p.data = [NSMutableArray array];
// 以下操作就不能保证线程安全了
for (int i = 0; i < 10; i++) {
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
[p.data addObject:@"1"];
});
}
虽然
data属性是声明为atomic,但是也只是在p.data(实际上调用了get方法)和p.data = [NSMutableArray array];(实际上调用了set方法)是安全的。但是多条线程同时添加对象时，即[p.data addObject:@"1"];并不能保证线程安全。
二 读与写的方案
思考如何实现以下场景
- 同一时间，只能有1个线程进行写的操作
- 同一时间，允许有多个线程进行读的操作
- 同一时间，不允许既有写的操作，又有读的操作
上面的场景就是典型的“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 -
dispatch_barrier_async：异步栅栏调用
2.1 pthread_rwlock
等待锁的线程会进入休眠
1653926-c5785b8c58338b76.png
代码例子如下
#import <pthread.h>
@property (assign, nonatomic) pthread_rwlock_t lock;
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// 初始化锁
pthread_rwlock_init(&_lock, NULL);
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
dispatch_async(queue, ^{
[self read];
});
dispatch_async(queue, ^{
[self write];
});
}
}
- (void)read {
pthread_rwlock_rdlock(&_lock);
sleep(1);
NSLog(@"%s", __func__);
pthread_rwlock_unlock(&_lock);
}
- (void)write {
pthread_rwlock_wrlock(&_lock);
sleep(1);
NSLog(@"%s", __func__);
pthread_rwlock_unlock(&_lock);
}
- (void)dealloc {
pthread_rwlock_destroy(&_lock);
}
执行结果
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2.2 dispatch_barrier_async
- 这个函数传入的并发队列必须是自己通过
dispatch_queue_cretate创建的 - 如果传入的是一个
串行或是一个全局的并发队列，那这个函数便等同于dispatch_async函数的效果
重要方法
// 初始化队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("rw_queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
// 读
dispatch_async(self.queue, ^{
[self read];
});
// 写
dispatch_barrier_async(self.queue, ^{
[self write];
});
原理如下
1653926-d9f78ddc974b7c29.png
代码例子如下
@property (strong, nonatomic) dispatch_queue_t queue;
// 栅栏
- (void)barrier_async_test {
self.queue = dispatch_queue_create("rw_queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
for (int i = 0; i < 5; i++) {
dispatch_async(self.queue, ^{
[self read];
});
dispatch_async(self.queue, ^{
[self read];
});
dispatch_barrier_async(self.queue, ^{
[self write];
});
}
}
- (void)read {
sleep(1);
NSLog(@"read");
}
- (void)write {
sleep(1);
NSLog(@"write");
}
执行结果如下
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本文参考:
路飞_Luck (https://www.jianshu.com/p/07f7b96bb03f)
以及借鉴MJ的教程视频
非常感谢.
