可以看這篇文章：iOS 常見知識(shí)點(diǎn)（三）：Lock
什么是鎖
鎖是一種同步機(jī)制，用于在存在多線程的環(huán)境中實(shí)施對(duì)資源的訪問限制。
iOS中鎖的實(shí)現(xiàn)
使用NSLock類
NSLock 遵循 NSLocking 協(xié)議，lock 方法是加鎖，unlock 是解鎖，tryLock 是嘗試加鎖，如果失敗的話返回 NO，lockBeforeDate: 是在指定Date之前嘗試加鎖，如果在指定時(shí)間之前都不能加鎖，則返回NO。
- (void)nslockDemo {
NSLock *myLock = [[NSLock alloc] init];
_testLock = [[TestLock alloc] init];
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
[myLock lock];
[_testLock method1];
sleep(5);
[myLock unlock];
if ([myLock tryLock]) {
NSLog(@"可以獲得鎖");
}else {
NSLog(@"不可以獲得所");
}
});
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
sleep(1);
if ([myLock tryLock]) {
NSLog(@"---可以獲得鎖");
}else {
NSLog(@"----不可以獲得所");
}
[myLock lock];
[_testLock method2];
[myLock unlock];
});
}
NSConditionLock
NSConditionLock 和 NSLock 類似，都遵循 NSLocking 協(xié)議，方法都類似，只是多了一個(gè) condition 屬性，以及每個(gè)操作都多了一個(gè)關(guān)于 condition 屬性的方法，例如 tryLock，tryLockWhenCondition:，NSConditionLock 可以稱為條件鎖，只有 condition 參數(shù)與初始化時(shí)候的 condition 相等，lock 才能正確進(jìn)行加鎖操作。而 unlockWithCondition: 并不是當(dāng) Condition 符合條件時(shí)才解鎖，而是解鎖之后，修改 Condition 的值，這個(gè)結(jié)論可以從下面的例子中得出。
NSRecursiveLock
NSRecursiveLock 是遞歸鎖，他和 NSLock 的區(qū)別在于，NSRecursiveLock 可以在同一個(gè)線程中重復(fù)加鎖（反正單線程內(nèi)任務(wù)是按順序執(zhí)行的，不會(huì)出現(xiàn)資源競(jìng)爭(zhēng)問題），NSRecursiveLock 會(huì)記錄上鎖和解鎖的次數(shù)，當(dāng)二者平衡的時(shí)候，才會(huì)釋放鎖，其它線程才可以上鎖成功。
PS：解決了NSLOCK多次上鎖造成的死鎖問題
NSCondition
NSCondition 的對(duì)象實(shí)際上作為一個(gè)鎖和一個(gè)線程檢查器，鎖上之后其它線程也能上鎖，而之后可以根據(jù)條件決定是否繼續(xù)運(yùn)行線程，即線程是否要進(jìn)入 waiting 狀態(tài)，經(jīng)測(cè)試，NSCondition 并不會(huì)像上文的那些鎖一樣，先輪詢，而是直接進(jìn)入 waiting 狀態(tài)，當(dāng)其它線程中的該鎖執(zhí)行 signal 或者 broadcast 方法時(shí)，線程被喚醒，繼續(xù)運(yùn)行之后的方法。
@interface NSCondition : NSObject <NSLocking> {
@private
void *_priv;
}
- (void)wait;
- (BOOL)waitUntilDate:(NSDate *)limit;
- (void)signal;
- (void)broadcast;
@property (nullable, copy) NSString *name NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);
@end
@synchorize
對(duì)于@synchorize指令中使用的testLock為該鎖標(biāo)示，只有標(biāo)示相同的時(shí)候才滿足鎖的效果
- (void)synchronizeDemo {
_testLock = [[TestLock alloc] init];
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
@synchronized (_testLock) {
[_testLock method1];
sleep(5);
}
});
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
sleep(1);
@synchronized (_testLock) {
[_testLock method2];
}
});
}
gcd（dispatch_semaphore）
dispatch_semaphore_t signal = dispatch_semaphore_create(1);
dispatch_time_t overTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 3 * NSEC_PER_SEC);
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
dispatch_semaphore_wait(signal, overTime);
sleep(2);
NSLog(@"線程1");
dispatch_semaphore_signal(signal);
});
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
sleep(1);
dispatch_semaphore_wait(signal, overTime);
NSLog(@"線程2");
dispatch_semaphore_signal(signal);
});
dispatch_semaphore 和 NSCondition 類似，都是一種基于信號(hào)的同步方式，但 NSCondition 信號(hào)只能發(fā)送，不能保存（如果沒有線程在等待，則發(fā)送的信號(hào)會(huì)失效）。而 dispatch_semaphore 能保存發(fā)送的信號(hào)。dispatch_semaphore 的核心是 dispatch_semaphore_t 類型的信號(hào)量。
dispatch_semaphore_create(1) 方法可以創(chuàng)建一個(gè) dispatch_semaphore_t 類型的信號(hào)量，設(shè)定信號(hào)量的初始值為 1。注意，這里的傳入的參數(shù)必須大于或等于 0，否則 dispatch_semaphore_create 會(huì)返回 NULL。
dispatch_semaphore_wait(signal, overTime); 方法會(huì)判斷 signal 的信號(hào)值是否大于 0。大于 0 不會(huì)阻塞線程，消耗掉一個(gè)信號(hào)，執(zhí)行后續(xù)任務(wù)。如果信號(hào)值為 0，該線程會(huì)和 NSCondition 一樣直接進(jìn)入 waiting 狀態(tài)，等待其他線程發(fā)送信號(hào)喚醒線程去執(zhí)行后續(xù)任務(wù)，或者當(dāng) overTime 時(shí)限到了，也會(huì)執(zhí)行后續(xù)任務(wù)。
dispatch_semaphore_signal(signal); 發(fā)送信號(hào)，如果沒有等待的線程接受信號(hào)，則使 signal 信號(hào)值加一（做到對(duì)信號(hào)的保存）。
從上面的實(shí)例代碼可以看到，一個(gè) dispatch_semaphore_wait(signal, overTime); 方法會(huì)去對(duì)應(yīng)一個(gè) dispatch_semaphore_signal(signal); 看起來像 NSLock 的 lock 和 unlock，其實(shí)可以這樣理解，區(qū)別只在于有信號(hào)量這個(gè)參數(shù)，lock unlock 只能同一時(shí)間，一個(gè)線程訪問被保護(hù)的臨界區(qū)，而如果 dispatch_semaphore 的信號(hào)量初始值為 x ，則可以有 x 個(gè)線程同時(shí)訪問被保護(hù)的臨界區(qū)。
OSSpinLock
OSSpinLock 是一種自旋鎖，也只有加鎖，解鎖，嘗試加鎖三個(gè)方法。和 NSLock 不同的是 NSLock 請(qǐng)求加鎖失敗的話，會(huì)先輪詢，但一秒過后便會(huì)使線程進(jìn)入 waiting 狀態(tài)，等待喚醒。而 OSSpinLock 會(huì)一直輪詢，等待時(shí)會(huì)消耗大量 CPU 資源，不適用于較長(zhǎng)時(shí)間的任務(wù)。
OSSpinLock出現(xiàn)優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)的問題:
具體來說，如果一個(gè)低優(yōu)先級(jí)的線程獲得鎖并訪問共享資源，這時(shí)一個(gè)高優(yōu)先級(jí)的線程也嘗試獲得這個(gè)鎖，它會(huì)處于 spin lock 的忙等狀態(tài)從而占用大量 CPU。此時(shí)低優(yōu)先級(jí)線程無法與高優(yōu)先級(jí)線程爭(zhēng)奪 CPU 時(shí)間，從而導(dǎo)致任務(wù)遲遲完不成、無法釋放 lock。
pthread_mutex
pthread_mutex_t定義在pthread.h，所以記得#include。
- (void)pthreadDemo {
_testLock = [[TestLock alloc] init];
__block pthread_mutex_t mutex;
pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
//線程1
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
pthread_mutex_lock(&mutex);
[_testLock method1];
sleep(5);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
});
//線程2
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
sleep(1);
pthread_mutex_lock(&mutex);
[_testLock method2];
pthread_mutex_unlock(&mutex);
});
}
性能對(duì)比
耗用時(shí)間： synthorize > NSLock > pthread > gcd
synthorize內(nèi)部會(huì)添加異常處理，所以耗時(shí)。
pthread_mutex底層API，處理能力不錯(cuò)。
gcd系統(tǒng)封裝的C代碼效果比pthread好。
總的來說：
OSSpinLock和dispatch_semaphore的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他。
@synchronized和NSConditionLock效率較差。
鑒于OSSpinLock的不安全，所以我們?cè)陂_發(fā)中如果考慮性能的話，建議使用dispatch_semaphore。
如果不考慮性能，只是圖個(gè)方便的話，那就使用@synchronized。
