多线程编程中，应该尽量避免资源在线程之间共享，以减少线程间的相互作用。 但是总是有多个线程相互干扰的情况（如多个线程访问一个资源）。在线程必须交互的情况下，就需要一些同步工具，来确保当它们交互的时候是安全的。
锁是线程编程同步工具的基础。iOS开发中常用的锁有如下几种：
- @synchronized
- NSLock 对象锁
- NSRecursiveLock 递归锁
- NSConditionLock 条件锁
- pthread_mutex 互斥锁（C语言）
- dispatch_semaphore 信号量实现加锁（GCD）
- OSSpinLock （暂不建议使用，原因参见这里）
下图是它们的性能对比：
性能表 图1.1
- ** @synchronized 关键字加锁 互斥锁，性能较差不推荐使用**
@synchronized(这里添加一个OC对象，一般使用self) {
这里写要加锁的代码
}
注意点
1.加锁的代码尽量少
2.添加的OC对象必须在多个线程中都是同一对象
3.优点是不需要显式的创建锁对象，便可以实现锁的机制。
4. @synchronized块会隐式的添加一个异常处理例程来保护代码，该处理例程会在异常抛出的时候自动的释放互斥锁。所以如果不想让隐式的异常处理例程带来额外的开销，你可以考虑使用锁对象。
下面通过 卖票的例子 展示使用
//设置票的数量为5
_tickets = 5;
//线程1
dispatch_async(self.concurrentQueue, ^{
[self saleTickets];
});
//线程2
dispatch_async(self.concurrentQueue, ^{
[self saleTickets];
});
- (void)saleTickets
{
while (1) {
@synchronized(self) {
[NSThread sleepForTimeInterval:1];
if (_tickets > 0) {
_tickets--;
NSLog(@"剩余票数= %ld, Thread:%@",_tickets,[NSThread currentThread]);
} else {
NSLog(@"票卖完了 Thread:%@",[NSThread currentThread]);
break;
}
}
}
}
控制台打印
- ** NSLock 互斥锁 不能多次调用 lock方法,会造成死锁**
在Cocoa程序中NSLock中实现了一个简单的互斥锁。
所有锁（包括NSLock）的接口实际上都是通过NSLocking协议定义的，它定义了lock和unlock方法。你使用这些方法来获取和释放该锁。
NSLock类还增加了tryLock和lockBeforeDate:方法。
tryLock试图获取一个锁，但是如果锁不可用的时候，它不会阻塞线程，相反，它只是返回NO。
lockBeforeDate:方法试图获取一个锁，但是如果锁没有在规定的时间内被获得，它会让线程从阻塞状态变为非阻塞状态（或者返回NO）。
还是卖票的例子
//设置票的数量为5
_tickets = 5;
//创建锁
_mutexLock = [[NSLock alloc] init];
//线程1
dispatch_async(self.concurrentQueue, ^{
[self saleTickets];
});
//线程2
dispatch_async(self.concurrentQueue, ^{
[self saleTickets];
});
- (void)saleTickets
{
while (1) {
[NSThread sleepForTimeInterval:1];
//加锁
[_mutexLock lock];
if (_tickets > 0) {
_tickets--;
NSLog(@"剩余票数= %ld, Thread:%@",_tickets,[NSThread currentThread]);
} else {
NSLog(@"票卖完了 Thread:%@",[NSThread currentThread]);
break;
}
//解锁
[_mutexLock unlock];
}
}
控制台打印
- ** NSRecursiveLock 递归锁**
使用锁最容易犯的一个错误就是在递归或循环中造成死锁
如下代码中，因为在线程1中的递归block中，锁会被多次的lock，所以自己也被阻塞了
//创建锁
_mutexLock = [[NSLock alloc]init];
//线程1
dispatch_async(self.concurrentQueue, ^{
static void(^TestMethod)(int);
TestMethod = ^(int value)
{
[_mutexLock lock];
if (value > 0)
{
[NSThread sleepForTimeInterval:1];
TestMethod(value--);
}
[_mutexLock unlock];
};
TestMethod(5);
});
此处将NSLock换成NSRecursiveLock，便可解决问题。
NSRecursiveLock类定义的锁可以在同一线程多次lock，而不会造成死锁。
递归锁会跟踪它被多少次lock。每次成功的lock都必须平衡调用unlock操作。
只有所有的锁住和解锁操作都平衡的时候，锁才真正被释放给其他线程获得。
//创建锁
_rsLock = [[NSRecursiveLock alloc] init];
//线程1
dispatch_async(self.concurrentQueue, ^{
static void(^TestMethod)(int);
TestMethod = ^(int value)
{
[_rsLock lock];
if (value > 0)
{
[NSThread sleepForTimeInterval:1];
TestMethod(value--);
}
[_rsLock unlock];
};
TestMethod(5);
});
- ** NSConditionLock 条件锁 **
直接看代码和介绍
//主线程中
NSConditionLock *theLock = [[NSConditionLock alloc] init];
//线程1
dispatch_async(self.concurrentQueue, ^{
for (int i=0;i<=3;i++)
{
[theLock lock];
NSLog(@"thread1:%d",i);
sleep(1);
[theLock unlockWithCondition:i];
}
});
//线程2
dispatch_async(self.concurrentQueue, ^{
[theLock lockWhenCondition:2];
NSLog(@"thread2");
[theLock unlock];
});
控制台打印
在线程1中的加锁使用了lock，是不需要条件的，所以顺利的就锁住了。
unlockWithCondition:在开锁的同时设置了一个整型的条件 2 。
线程2则需要一把被标识为2的钥匙，所以当线程1循环到 i = 2 时，线程2的任务才执行。
NSConditionLock也跟其它的锁一样，是需要lock与unlock对应的，只是lock,lockWhenCondition:与unlock，unlockWithCondition:是可以随意组合的，当然这是与你的需求相关的。
- pthread_mutex 互斥锁
__block pthread_mutex_t mutex;
pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
//线程1
dispatch_async(self.concurrentQueue), ^{
pthread_mutex_lock(&mutex);
NSLog(@"任务1");
sleep(2);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
});
//线程2
dispatch_async(self.concurrentQueue), ^{
sleep(1);
pthread_mutex_lock(&mutex);
NSLog(@"任务2");
pthread_mutex_unlock(&mutex);
});
-
dispatch_semaphore 信号量实现加锁
GCD中也已经提供了一种信号机制，使用它我们也可以来构建一把”锁”(从本质意义上讲，信号量与锁是有区别，请看互斥锁与信号量的作用与区别):
// 创建信号量
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);
//线程1
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
NSLog(@"任务1");
sleep(10);
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});
//线程2
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
sleep(1);
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
NSLog(@"任务2");
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});
- OSSpinLock
OSSpinLock 在图1.1 中显示的效率最高（暂不建议使用，原因参见这里）
//设置票的数量为5
_tickets = 5;
//创建锁
_pinLock = OS_SPINLOCK_INIT;
//线程1
dispatch_async(self.concurrentQueue, ^{
[self saleTickets];
});
//线程2
dispatch_async(self.concurrentQueue, ^{
[self saleTickets];
});
- (void)saleTickets {
while (1) {
[NSThread sleepForTimeInterval:1];
//加锁
OSSpinLockLock(&_pinLock);
if (_tickets > 0) {
_tickets--;
NSLog(@"剩余票数= %ld, Thread:%@",_tickets,[NSThread currentThread]);
} else {
NSLog(@"票卖完了 Thread:%@",[NSThread currentThread]);
break;
}
//解锁
OSSpinLockUnlock(&_pinLock);
}
}
控制台输出
