iOS多线程中的锁

锁的类别：互斥锁，递归锁，条件锁，自旋锁等

锁的实现方式：NSLock,NSRecursiveLock, NSConditionLock,@synchronized,GCD的信号量等

下面说一下常用的几种锁：

[email protected]：对象级别所，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

    }

　　@synchronized使用注意点

　　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，下面举一个反例

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- ( void )viewDidLoad { [ super viewDidLoad]; //设置票的数量为5 _tickets = 5; //线程一 NSThread *threadOne = [[ NSThread alloc] initWithTarget: self selector: @selector (saleTickets) object: nil ]; threadOne.name = @ "threadOne" ; //线程二 NSThread *threadTwo = [[ NSThread alloc] initWithTarget: self selector: @selector (saleTickets) object: nil ]; //开启线程 [threadOne start]; [threadTwo start];  } - ( void )saleTickets { NSObject *object = [[ NSObject alloc] init]; while (1) { @synchronized (object) { [ NSThread sleepForTimeInterval:1]; if (_tickets > 0) { _tickets--; NSLog (@ "剩余票数= %ld" ,_tickets); } else { NSLog (@ "票卖完了" ); break ; } } }     }

 结果卖票又出错了，出现这个原因的问题是每个线程都会创建一个object对象，锁后面加的object在不同线程中就不同了；

把@synchronized（object）改成 @synchronized（self）就能得到了正确结果

2.NSLock:互斥锁，

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

@interface ViewController () { NSLock *mutexLock; } @property (assign,  nonatomic ) NSInteger tickets; @end @implementation ViewController - ( void )viewDidLoad { [ super viewDidLoad]; //创建锁 mutexLock = [[ NSLock alloc] init]; //设置票的数量为5 _tickets = 5; //线程一 NSThread *threadOne = [[ NSThread alloc] initWithTarget: self selector: @selector (saleTickets) object: nil ]; threadOne.name = @ "threadOne" ; //线程二 NSThread *threadTwo = [[ NSThread alloc] initWithTarget: self selector: @selector (saleTickets) object: nil ]; //开启线程 [threadOne start]; [threadTwo start];   } - ( void )saleTickets { while (1) { [ NSThread sleepForTimeInterval:1]; //加锁 [mutexLock lock]; if (_tickets > 0) { _tickets--; NSLog (@ "剩余票数= %ld" ,_tickets); } else { NSLog (@ "票卖完了" ); break ; } //解锁 [mutexLock unlock];     } }

 NSLock: 使用注意，不能多次调用 lock方法,会造成死锁

3.NSRecursiveLock:递归锁

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

@interface ViewController () { NSRecursiveLock *rsLock; } @property (assign,  nonatomic ) NSInteger tickets; @end @implementation ViewController - ( void )viewDidLoad { [ super viewDidLoad]; //创建锁递归锁 rsLock = [[ NSRecursiveLock alloc] init];     //设置票的数量为5 _tickets = 5; //线程一 NSThread *threadOne = [[ NSThread alloc] initWithTarget: self selector: @selector (saleTickets) object: nil ]; threadOne.name = @ "threadOne" ; //线程二 NSThread *threadTwo = [[ NSThread alloc] initWithTarget: self selector: @selector (saleTickets) object: nil ]; //开启线程 [threadOne start]; [threadTwo start];     } - ( void )saleTickets { while (1) { [ NSThread sleepForTimeInterval:1]; //加锁,递归锁可以多次加锁 [rsLock lock]; [rsLock lock]; if (_tickets > 0) { _tickets--; NSLog (@ "剩余票数= %ld" ,_tickets); } else { NSLog (@ "票卖完了" ); break ; } //解锁，只有对应次数解锁，其他线程才能访问。 [rsLock unlock]; [rsLock unlock];    }     }

4.NSConditionLock:条件锁

NSConditionLock:条件锁，一个线程获得了锁，其它线程等待。

 [xxxx lock]; 表示 xxx 期待获得锁，如果没有其他线程获得锁（不需要判断内部的condition) 那它能执行此行以下代码，如果已经有其他线程获得锁（可能是条件锁，或者无条件锁），则等待，直至其他线程解锁

 [xxx lockWhenCondition:A条件]; 表示如果没有其他线程获得该锁，但是该锁内部的condition不等于A条件，它依然不能获得锁，仍然等待。如果内部的condition等于A条件，并且没有其他线程获得该锁，则进入代码区，同时设置它获得该锁，其他任何线程都将等待它代码的完成，直至它解锁。

 [xxx unlockWithCondition:A条件]; 表示释放锁，同时把内部的condition设置为A条件

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@interface ViewController () { NSConditionLock *_cdtLock;  //条件锁 } @end @implementation ViewController - ( void )viewDidLoad { [ super viewDidLoad]; //创建条件锁 _cdtLock = [[ NSConditionLock alloc] init]; [ NSThread detachNewThreadSelector: @selector (conditionLockAction1) toTarget: self withObject: nil ]; [ NSThread detachNewThreadSelector: @selector (conditionLockAction2) toTarget: self withObject: nil ]; } - ( void )conditionLockAction1 { //阻塞线程2s [ NSThread sleepForTimeInterval:2]; for ( NSInteger i = 0; i < 3; i++) { //加锁 [_cdtLock lock]; NSLog (@ "i = %li" , i); //释放锁，并设置condition属性的值为i [_cdtLock unlockWithCondition:i]; } } - ( void )conditionLockAction2 { //当标识为2时同步代码段才能够执行，如果标识为其它数字则当前线程被阻塞。 [_cdtLock lockWhenCondition:2]; NSLog (@ "thread2" ); [_cdtLock unlock]; }

 打印结果：

如果我们把代码中[_cdtLock lockWhenCondition:2]换成[_cdtLock lockWhenCondition:1]则会发现出现如下结果

和我们预想的在i = 1后面打印thread2不符合，这是因为conditionLockAction1中的代码段也需要获得锁，同时在循环执行过后把condition置成了2，那么conditionLockAction2就再也没机会加锁了，所以不打印thread2。

我们可以靠下面的代码验证

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53

@interface ViewController () { NSConditionLock *_cdtLock;  //条件锁 } @end @implementation ViewController - ( void )viewDidLoad { [ super viewDidLoad]; //创建条件锁 _cdtLock = [[ NSConditionLock alloc] init]; [ NSThread detachNewThreadSelector: @selector (conditionLockAction1) toTarget: self withObject: nil ]; [ NSThread detachNewThreadSelector: @selector (conditionLockAction2) toTarget: self withObject: nil ]; } - ( void )conditionLockAction1 { //阻塞线程2s [ NSThread sleepForTimeInterval:2]; for ( NSInteger i = 0; i < 3; i++) { //加锁 [_cdtLock lock]; NSLog (@ "i = %li" , i); //释放锁，并设置condition属性的值为i [_cdtLock unlockWithCondition:i]; //在i 为 1的时候阻塞线程1s if (i == 1) { [ NSThread sleepForTimeInterval:1]; } } } - ( void )conditionLockAction2 { //当标识为2时同步代码段才能够执行，如果标识为其它数字则当前线程被阻塞。 [_cdtLock lockWhenCondition:1]; NSLog (@ "thread2" ); [_cdtLock unlock]; }

 现在的结果就和我们预期的一样了

5.NSCondition:可以理解为互斥锁和条件锁的结合

 用生产者消费者中的例子可以很好的理解NSCondition

1.生产者要取得锁，然后去生产，生产后将生产的商品放入库房，如果库房满了，则wait，就释放锁，直到其它线程唤醒它去生产，如果没有满，则生产商品后调用signal，可以唤醒在此condition上等待的线程。

 2.消费者要取得锁，然后去消费，如果当前没有商品，则wait,释放锁，直到有线程去唤醒它消费，如果有商品，则消费后会通知正在等待的生产者去生产商品。

 生产者和消费者的关键是：当库房已满时，生产者等待，不再继续生产商品，当库房已空时，消费者等待，不再继续消费商品，走到库房有商品时，会由生产者通知消费来消费。

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- ( void )conditionTest { //创建数组存放商品 products = [[ NSMutableArray alloc] init]; condition = [[ NSCondition alloc] init]; [ NSThread detachNewThreadSelector: @selector (createProducter) toTarget: self withObject: nil ]; [ NSThread detachNewThreadSelector: @selector (createConsumenr) toTarget: self withObject: nil ]; } - ( void )createConsumenr { while (1) { //模拟消费商品时间,让它比生产慢一点 [ NSThread sleepForTimeInterval:arc4random()%10 * 0.1 + 1.5]; [condition lock]; while (products.count == 0) { NSLog (@ "商品为0，等待生产" ); [condition wait]; } [products removeLastObject]; NSLog (@ "消费了一个商品,商品数 = %ld" ,products.count); [condition signal]; [condition unlock]; } } - ( void )createProducter { while (1) { //模拟生产商品时间 [ NSThread sleepForTimeInterval:arc4random()%10 * 0.1 + 0.5]; [condition lock]; while (products.count == 5) { NSLog (@ "商品满了，等待消费" ); [condition wait]; } [products addObject:[[ NSObject alloc] init]]; NSLog (@ "生产了一个商品,商品数%ld" ,products.count); [condition signal]; [condition unlock]; } }

了解死锁

　　概念：死锁是指两个或两个以上的进程（线程）在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。

产生死锁的4个必要条件

1）互斥条件：指进程对所分配到的资源进行排它性使用，即在一段时间内某资源只由一个进程占用。如果此时还有其它进程请求资源，则请求者只能等待，直至占有资源的进程用毕释放。

2）请求和保持条件：指进程已经保持至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源已被其它进程占有，此时请求进程阻塞，但又对自己已获得的其它资源保持不放。

3）不剥夺条件：指进程已获得的资源，在未使用完之前，不能被剥夺，只能在使用完时由自己释放。

4）环路等待条件：指在发生死锁时，必然存在一个进程——资源的环形链，即进程集合{P0，P1，P2，···，Pn}中的P0正在等待一个P1占用的资源；P1正在等待P2占用的资源，……，Pn正在等待已被P0占用的资源。