iOS 线程锁

一、使用关键字

1）@synchronized (互斥锁)

优点：使用@synchronized关键字可以很方便地创建锁对象，而且不用显式的创建锁对象。

缺点：会隐式添加一个异常处理来保护代码，该异常处理会在异常抛出的时候自动释放互斥锁。而这种隐式的异常处理会带来系统的额外开销，为优化资源，你可以使用锁对象。

二、“Object－C”语言

      1）NSLock(互斥锁)

2）NSRecursiveLock(递归锁)

条件锁，递归或循环方法时使用此方法实现锁，可避免死锁等问题。

3）NSConditionLock (条件所)

使用此方法可以指定，只有满足条件的时候才可以解锁。

4）NSDistributedLock（分布式锁）

在IOS中不需要用到，也没有这个方法，因此本文不作介绍，这里写出来只是想让大家知道有这个锁存在。

 三、C语言

    

    1）pthread_mutex_t（互斥锁）

    

    2）GCD－信号量（“互斥锁”）

    

    3）pthread_cond_t（条件锁）

一、使用关键字：

1）@synchronized

// 实例类person

Person *person = [[Person alloc] init];

// 线程A

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{

    @synchronized(person) {

        [person personA];

        [NSThread sleepForTimeInterval:3]; //线程休眠3秒

    }

});

// 线程B

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{

    @synchronized(person) {

        [person personB];

    }

});

关键字@synchronized的使用，锁定的对象为锁的唯一标识，只有标识相同时，才满足互斥。如果线程B锁对象person改为self或其它标识，那么线程B将不会被阻塞。你是否看到@synchronized(self)，也是对的。它可以锁任何对象，描述为@synchronized(anObj)。

二、Object－C语言

1）使用NSLock实现锁

// 实例类person

Person *person = [[Person alloc] init];

// 创建锁

NSLock *myLock = [[NSLock alloc] init];

// 线程A

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0), ^{

    [myLock lock];

    [person personA];

    [NSThread sleepForTimeInterval:5];

    [myLock unlock];

});

// 线程B

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0), ^{

    [myLock lock];

    [person personB];

    [myLock unlock];

}); 

程序运行结果：线程B会等待线程A解锁后，才会去执行线程B。如果线程B把lock和unlock方法去掉之后，则线程B不会被阻塞，这个和synchronized的一样，需要使用同样的锁对象才会互斥。

NSLock类还提供tryLock方法，意思是尝试锁定，当锁定失败时，不会阻塞进程，而是会返回NO。你也可以使用lockBeforeDate:方法，意思是在指定时间之前尝试锁定，如果在指定时间前都不能锁定，也是会返回NO。

注意：锁定(lock)和解锁(unLock)必须配对使用

 

2）使用NSRecursiveLock类实现锁 主要特点是允许相同线程 多次上锁，并通过一次 unlock来解锁

// 实例类person

Person *person = [[Person alloc] init];

// 创建锁对象

NSRecursiveLock *theLock = [[NSRecursiveLock alloc] init];

// 创建递归方法

static void (^testCode)(int);

testCode = ^(int value) {

    [theLock tryLock];

    if (value >0)

    {

        [person personA];

        [NSThread sleepForTimeInterval:1];

        testCode(value - 1);

    }

    [theLock unlock];

};

//线程A

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0), ^{

    testCode(5);

});

//线程B

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0), ^{

    [theLock lock];

    [person personB];

    [theLock unlock];

});

如果我们把NSRecursiveLock类换成NSLock类，那么程序就会死锁。因为在此例子中，递归方法会造成锁被多次锁定（Lock），所以自己也被阻塞了。而使用NSRecursiveLock类，则可以避免这个问题。

 

3）使用NSConditionLock（条件锁）类实现锁：

使用此方法可以创建一个指定开锁的条件，只有满足条件，才能开锁。

// 实例类person

Person *person = [[Person alloc] init];

// 创建条件锁

NSConditionLock *conditionLock = [[NSConditionLock alloc] init];

// 线程A

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0), ^{

    [conditionLock lock];

    [person personA];

    [NSThread sleepForTimeInterval:5];

    [conditionLock unlockWithCondition:10];

});

// 线程B

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0), ^{

    [conditionLock lockWhenCondition:10];

    [person personB];

    [conditionLock unlock];

});

线程A使用的是lock方法，因此会直接进行锁定，并且指定了只有满足10的情况下，才能成功解锁。

unlockWithCondition:方法，创建条件锁，参数传入“整型”。lockWhenCondition:方法，则为解锁，也是传入一个“整型”的参数。

（***NSConditionLock 借助 NSCondition 来实现，它的本质就是一个生产者-消费者模型。“条件被满足”可以理解为生产者提供了新的内容。NSConditionLock 的内部持有一个 NSCondition 对象，以及 _condition_value 属性，在初始化时就会对这个属性进行赋值:

// 简化版代码

- (id) initWithCondition: (NSInteger)value {

    if (nil != (self = [super init])) {

        _condition = [NSCondition new]

        _condition_value = value;

    }

    returnself;

}

它的 lockWhenCondition :

- (void) lockWhenCondition: (NSInteger)value {

    [_condition lock];

    while (value != _condition_value) {

        [_condition wait];

    }

}

对应的 unlockWhenCondition 

- (void) unlockWithCondition: (NSInteger)value {

    _condition_value = value;

    [_condition broadcast];

    [_condition unlock];

}

）

三、C语言

1）使用pthread_mutex_t实现锁

注意：必须在头文件导入：#import <pthread.h>

// 实例类person

Person *person = [[Person alloc] init];

// 创建锁对象

__block pthread_mutex_t mutex;

pthread_mutex_init(&mutex, NULL);

// 线程A

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0), ^{

    pthread_mutex_lock(&mutex);

    [person personA];

    [NSThread sleepForTimeInterval:5];

    pthread_mutex_unlock(&mutex);

});

// 线程B

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0), ^{

    pthread_mutex_lock(&mutex);

    [person personB];

    pthread_mutex_unlock(&mutex);

});

实现效果和上例的相一致

  

2）使用GCD实现“锁”（信号量）

GCD提供一种信号的机制，使用它我们可以创建“锁”（信号量和锁是有区别的，具体请自行百度）。

// 实例类person

Person *person = [[Person alloc] init];

// 创建并设置信量

dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);

// 线程A

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0), ^{

    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);

    [person personA];

    [NSThread sleepForTimeInterval:5];

    dispatch_semaphore_signal(semaphore);

});

// 线程B

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0), ^{

    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);

    [person personB];

    dispatch_semaphore_signal(semaphore);

});

效果也是和上例介绍的相一致。

我在这里解释一下代码。dispatch_semaphore_wait方法是把信号量加1，dispatch_semaphore_signal是把信号量减1。

我们把信号量当作是一个计数器，当计数器是一个非负整数时，所有通过它的线程都应该把这个整数减1。如果计数器大于0，那么则允许访问，并把计数器减1。如果为0，则访问被禁止，所有通过它的线程都处于等待的状态。

 

3）使用POSIX（条件锁）创建锁

// 实例类person

Person *person = [[Person alloc] init];

// 创建互斥锁

__block pthread_mutex_t mutex;

pthread_mutex_init(&mutex, NULL);

// 创建条件锁

__block pthread_cond_t cond;

pthread_cond_init(&cond, NULL);

// 线程A

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0), ^{

    pthread_mutex_lock(&mutex);

    pthread_cond_wait(&cond, &mutex);

    [person personA];

    pthread_mutex_unlock(&mutex);

});

// 线程B

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT,0), ^{

    pthread_mutex_lock(&mutex);

    [person personB];

    [NSThread sleepForTimeInterval:5];

    pthread_cond_signal(&cond);

    pthread_mutex_unlock(&mutex);

});

效果：程序会首先调用线程B，在5秒后再调用线程A。因为在线程A中创建了等待条件锁，线程B有激活锁，只有当线程B执行完后会激活线程A。

pthread_cond_wait方法为等待条件锁。

pthread_cond_signal方法为激动一个相同条件的条件锁。

参考：https://bestswifter.com/ios-lock/

http://www.cnblogs.com/GarveyCalvin/p/4212611.html#pthread_mutex_t