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如何实现一个线程安全的类,组态王简单实例

时间:2023-05-03 10:08:41 阅读:148889 作者:1691

没有同时性,不编程。说到多线程很难解锁。

iOS开发中常见的两种锁:

1 .排他锁:同时只能获得一个线程排他锁,其馀线程处于挂起状态。

2 .旋转锁:在一个线程获得旋转锁后,另一个线程一直尝试创建循环并锁定,但在超过限制次数后仍无法获得锁时,线程也会挂起。

自旋锁适用于锁的持有者保存时间短的情况,在实际使用中多使用互斥锁

1 .排他锁,信号量

遵守NSLocking协议的四种锁定

四种摇滚分别是:

NSLock、NSConditionLock、NSRecursiveLock和NSCondition

ns锁定协议公共协议锁定{

publicfunclock (

publicfuncunlock (

}

以多个售票点同时售票为例。 varticket=20

varlock=NSLock ()

overridefunctouchesbegan (_ touches : set,withevent:UIEvent? () )。

let thread1=thread (target : self,selector:#selector ) saletickets ),object:nil ) ) )。

thread1.name='售票点a '

thread1.start (

let thread2=thread (target : self,selector:#selector ) saletickets ),object:nil ) ) )。

thread2.name='售票点b '

thread2.start (

}

@objcprivatefuncsaleTickets (

whiletrue{

lock.lock () )。

thread.sleep (for time interval :0.5 ) /模拟延迟

ifticket0{

ticket=ticket-1

print ((string (describing : thread.current.name! () )卖了一张票,但现在还有票(((ticket ) ) )

lock.unlock (

}else{

print('oh票已经卖完了) )。

lock.unlock (

黑;

}

}

}

遵守协议实现的两种方法lock (和unlock ),顾名思义。

此外,NSLock、NSConditionLock、NSRecursiveLock、NSCondition种互斥锁分别实现了:

对于非NSCondition的3种锁定,尝试2种方法://解锁,如果成功则返回true,否则返回false

openfunc`try ` () )-Bool

在limit时间之前取得了锁,没有回复NO

openfunclock (before limit : date )-Bool

2. NSCondition条件锁定://当前线程挂起

openfuncwait (

//当前线程挂起并设置唤醒时间

openfuncwait (until limit : date )-Bool

//唤醒正在等待的线程

openfuncsignal ()

调用NSCondition的所有挂起的线程

openfuncbroadcast (

调用wait ()时,NSCondition实例会解锁当前已锁定的线程,然后使线程进入休眠状态。 signal ) )时,线程被唤醒,然后锁定当前线程,因此wait ) )看起来像是保持了锁定,但根据苹果文档的说明,wait ) )将直接锁定

3. NSConditionLock条件锁定:

NSConditionLock通过NSCondition实现,在NSCondition中加入了限制条件,可定制性高于NSCondition。 ///锁定时还必须满足condition

开放时钟(whenconditioncondition : int ) )。

和//try一样,需要满足条件

openfunctrylock (whenconditioncondition : int )-Bool

//必须满足该unlock、condition

openfuncunlock (withconditioncondi

tion: Int)

// 同lock,需要满足condition和在limit时间之前

open func lock(whenCondition condition: Int, before limit: Date) -> Bool

4. NSRecurisiveLock递归锁:

定义了可以多次给相同线程上锁并不会造成死锁的锁.

提供的几个方法和NSLock类似.

2. GCD的DispatchSemaphore和栅栏函数

1. DispatchSemaphore信号量:

DispatchSemaphore中的信号量,可以解决资源抢占的问题,支持信号的通知和等待.每当发送一个信号通知,则信号量+1;每当发送一个等待信号时信号量-1,如果信号量为0则信号会处于等待状态.直到信号量大于0开始执行.所以我们一般将DispatchSemaphore的value设置为1.

下面给出了DispatchSemaphore的封装类class GCDSemaphore {

// hxdfk: 变量

fileprivate var dispatchSemaphore: DispatchSemaphore!

// hxdfk: 初始化

public init() {

dispatchSemaphore = DispatchSemaphore(value: 0)

}

public init(withValue: Int) {

dispatchSemaphore = DispatchSemaphore(value: withValue)

}

// 执行

public func signal() -> Bool {

return dispatchSemaphore.signal() != 0

}

public func wait() {

_ = dispatchSemaphore.wait(timeout: DispatchTime.distantFuture)

}

public func wait(timeoutNanoseconds: DispatchTimeInterval) -> Bool {

if dispatchSemaphore.wait(timeout: DispatchTime.now() + timeoutNanoseconds) == DispatchTimeoutResult.success {

return true

} else {

return false

}

}

}

2. barrier栅栏函数:

栅栏函数也可以做线程同步,当然了这个肯定是要并行队列中才能起作用.只有当当前的并行队列执行完毕,才会执行栅栏队列./// 创建并发队列

let queue = DispatchQueue(label: "queuename", attributes: .concurrent)

/// 异步函数

queue.async {

for _ in 1...5 {

print(Thread.current)

}

}

queue.async {

for _ in 1...5 {

print(Thread.current)

}

}

/// 栅栏函数

queue.async(flags: .barrier) {

print("barrier")

}

queue.async {

for _ in 1...5 {

print(Thread.current)

}

}

3. 其他的互斥锁

1. pthread_mutex互斥锁

pthread表示POSIX thread,跨平台的线程相关的API,pthread_mutex也是一种互斥锁,互斥锁的实现原理与信号量非常相似,阻塞线程并睡眠,需要进行上下文切换.

一般情况下,一个线程只能申请一次锁,也只能在获得锁的情况下才能释放锁,多次申请锁或释放未获得的锁都会导致崩溃.假设在已经获得锁的情况下再次申请锁,线程会因为等待锁的释放而进入睡眠状态,因此就不可能再释放锁,从而导致死锁.

这边给出了一个基于pthread_mutex_t(安全的"FIFO"互斥锁)的基本封装 MutexLock

1. @synchronized条件锁

日常开发中最常用的应该是@synchronized,这个关键字可以用来修饰一个变量,并为其自动加上和解除互斥锁.这样,可以保证变量在作用范围内不会被其他线程改变.但是在swift中它已经不存在了.其实@synchronized在幕后做的事情是调用了objc_sync中的objc_sync_enter和objc_sync_exit 方法,并且加入了一些异常判断.

因此我们可以利用闭包自己封装一套.func synchronized(lock: AnyObject, closure: () -> ()) {

objc_sync_enter(lock)

closure()

objc_sync_exit(lock)

}

// 使用

synchronized(lock: AnyObject) {

// 此处AnyObject不会被其他线程改变

}

2. 自旋锁

1. OSSpinLock自旋锁

执行效率最高的锁,不过在iOS10.0以后废弃了这种锁机制,使用os_unfair_lock替换,

fndxq能够保证不同优先级的线程申请锁的时候不会发生优先级反转问题.

2. os_unfair_lock自旋锁

对于os_unfair_lock,非FIFO的锁,苹果为了取代OSSPinLock新出的一个锁,一个高级的能够避免优先级带来的死锁问题的一个锁,OSSPinLock之前就爆出在iOS平台有由于优先级造成死锁的问题).

注意: 这个锁适用于小场景下的一个高效锁,否则会大量消耗cpu资源.var unsafeMutex = os_unfair_lock()

os_unfair_lock_lock(&unsafeMutex)

os_unfair_lock_trylock(&unsafeMutex)

os_unfair_lock_unlock(&unsafeMutex)

这边给出了基于os_unfair_lock的封装 MutexLock

3. 性能比较

这边贴一张大神ibireme在iPhone6、iOS9对各种锁的性能测试图

作者:Dariel

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