上一篇 [iOS多线程-GCD之dispatch_barrier_async]
(http://www.jianshu.com/p/d63c3100dd63)
一、前言
Semaphore，一般称作信号量，相信学习过GCD的童靴对它一定不陌生，它的类型全称是 dispatch_queue_t。本篇我们先介绍一下semaphore.h里面的接口，然后再引用AFNetworking中的代码片段分析它的应用场景。
二、semaphore.h很简单
先看一个非常简单的加锁代码，semaphore一般的用法都和这个例子类似：
- (void)testDispatchSemaphore
{
//获取一个全局队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
//可变数组
NSMutableArray *mutableArray = [NSMutableArray array];
//创建一个计数为1的信号量
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);
for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
dispatch_async(queue, ^{
//等待semaphore计数大于等于1，减1而不等待
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
[mutableArray addObject:[NSNumber numberWithInt:i]];
//执行完后将semaphore计数加1
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});
}
}
你可以尝试把semaphore相关的代码注释掉，运行一遍(bu beng kui lai zhao wo)。好了，代码我们稍后再分析。回到semephore.h，如何找到这个头文件呢？随便打开一个工程，在某个方法里面写上dispatch_queue_ t，command+左键进入到文件里面，它被包括在GCD的库文件dispatch里面，其中只有三个方法：
//创建一个计数为value的信号量，value为同时可访问的线程数
dispatch_semaphore_t dispatch_semaphore_create(long value);
//如果信号量大于零，则不会阻塞当前线程，并且信号量减1；如果等于零，阻塞当前线程直到信号量大于零
long dispatch_semaphore_wait(dispatch_semaphore_t dsema, dispatch_time_t timeout);
//将信号量计数加1，这样会唤醒一个被阻塞的线程
long dispatch_semaphore_signal(dispatch_semaphore_t dsema);
好，我们再来看示例代码。代码尝试在多线程的环境下给一个可变数组添加对象，由于NSMutableArray并不是线程安全的，因此我们得为添加对象的代码加锁。没错，这就是semaphore的第一个用法了
信号量并不是一个整形或浮点型，它本质是一个dispatch_object类型，只能通过signal和wait函数来加1和减1。我推测(xia bai)，它是一个Objective-C类型的结构体，其中包含一个计数的变量，所以更专业的说法是“信号量计数”加1或减1，这里我就直接说成信号量加1或减1了。
一、问题
运行下面这段代码：
- (void)testDispatchSemaphore
{
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
NSMutableArray *mutableArray = [NSMutableArray array];
for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
dispatch_async(queue, ^{
[mutableArray addObject:[NSNumber numberWithInt:i]];
});
}
}
结果异常
GCDLearn(907,0x7000002a0000) malloc: *** error for object 0x7faf63823c00: double free
*** set a breakpoint in malloc_error_break to debug
毫无疑问，会产生异常，原因是：在多个线程中对mutableArray添加对象时，访问了同一块内存，产生了资源竞争。这时候大家都会想到加锁了，Dispatch Semaphore就可以完成这一功能。
线程锁的实现方式有多种，自旋锁OSSpinLock已经不再安全，Dispatch Semaphore是目前性能最好的加锁方式，参考：http://www.jianshu.com/p/8b8a01dd6356
二、解决
Dispatch Semaphore加锁由以下三行代码实现
//创建信号量
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);
//信号量计数减1
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
//信号量计数加1
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
dispatch_semaphore_create(1)
创建一个计数为1的信号量semaphore；
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER)
当semaphore为0时，会一直等待semaphore大于或等于1；大于等于1时，将semaphore计数减1而不用等待；
dispatch_semaphore_signal(semaphore)
将semaphore计数加1。
用Dispatch Semaphore解决上面的问题：
- (void)testDispatchSemaphore
{
//获取一个全局队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
//可变数组
NSMutableArray *mutableArray = [NSMutableArray array];
//创建一个计数为1的信号量
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);
for (int i = 0; i < 100000; ++i) {
dispatch_async(queue, ^{
//等待semaphore计数大于等于1，减1而不等待
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
[mutableArray addObject:[NSNumber numberWithInt:i]];
//执行完后将semaphore计数加1
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});
}
}
执行代码，不会再崩溃了，ok！
分析：semaphore初始化计数为1能够保证同一时间只有一个线程能够执行这段代码，达到了加锁的目的。
