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标题: iOS 锁总结（cc） [打印本页]

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作者: 飞不高    时间: 2024-7-16 13:53
标题: iOS 锁总结（cc）
iOS中atomic和synchrosize锁的本质是什么？  

在iOS中，atomic和@synchronized锁的本质涉及底层的多线程同步机制。以下是关于这两者本质的详细解释：
atomic

• 界说与用途：
  
     
  
  • atomic是Objective-C属性修饰符的一种，用于指示属性的存取方法是线程安全的。   
    
  • 当一个属性被声明为atomic时，编译器会生成线程安全的存取方法，以确保在多线程环境下该属性的访问不会导致数据竞争。  
    
  
  
• 实现机制：
  
     
  
  • 在Objective-C的运行时实现中（比方在objc4的实现里），atomic是通过自旋锁（spinlock_t）来实现的。   
    
  • 当一个线程实验获取或设置atomic属性时，它会先获取自旋锁，执行操作后开释锁。这确保了同一时间只有一个线程能够访问该属性。  
    
  
  
• 性能与限定：
  
     
  
  • 固然atomic能提供线程安全性，但它并不保证复合操作的原子性。比方，先检查后执行（check-then-act）的操作仍旧大概不安全。   
    
  • atomic属性的存取操作相对于nonatomic会有更高的性能开销，由于涉及到锁的获取和开释。  
    
  
  

@synchronized

• 界说与用途：
  
     
  
  • @synchronized是Objective-C中的一个指令，用于创建一个互斥锁（mutex）来掩护特定代码段的执行，防止多个线程同时执行该段代码。   
    
  • 它用于确保一段代码在同一时间只能被一个线程执行，从而避免数据竞争和条件竞争。  
    
  
  
• 实现机制：
  
     
  
  • @synchronized指令内部使用了一个互斥锁（mutex）来实现同步。   
    
  • 当线程进入@synchronized代码块时，会实验获取锁。如果锁已经被其他线程持有，则当火线程会壅闭，直到锁被开释。   
    
  • 一旦线程获取了锁，它就可以安全地执行@synchronized代码块中的代码。执行完毕后，锁会被主动开释。  
    
  
  
• 性能与限定：
  
     
  
  • 使用@synchronized可以确保线程安全，但也会引入肯定的性能开销，特殊是在高并发场景下。   
    
  • 与atomic不同，@synchronized可以用于掩护更复杂的操作或代码段，而不但仅是单个属性的存取。  
    
  
  

总的来说，atomic和@synchronized在iOS中都是用于实现线程同步的机制，但它们的用途和实现方式有所不同。atomic重要用于掩护属性的线程安全存取，而@synchronized则用于掩护更广泛的代码段免受并发访问的影响。

扩展：
iOS中atomic属性的作用是什么？
synchronized锁的使用场景有哪些？
atomic和synchronized有何不同？

自旋锁  

iOS中自己怎么实现一个自旋锁？

  

在iOS中，你可以使用OSSpinLock来实现自旋锁，但必要留意的是，从iOS 10和macOS 10.12开始，Apple已经弃用了OSSpinLock，由于它大概在高并发情况下导致优先级反转和其他问题。尽管如此，为相识释概念，我会起首展示一个基于OSSpinLock的简单示例，然后提供一个使用pthread_spinlock_t的替代方案。
使用OSSpinLock（已弃用，不推荐使用）

1. [/code] Objective-C
2. 复制代码
3. 1
4. #import <libkern/OSSpinLock.h>
5. 2
6. 3
7. OSSpinLock lock = OS_SPINLOCK_INIT;
8. 4
9. 5
10. void criticalSection() {  
11. 6
12. OSSpinLockLock(&lock);
13. 7
14. // 临界区代码
15. 8
16. OSSpinLockUnlock(&lock);
17. 9
18. }
19. [size=3]使用pthread_spinlock_t（推荐方法）[/size]
21. [code]

复制代码

Objective-C
复制代码
1
#include <pthread.h>
2
3
pthread_spinlock_t spinlock;
4
5
// 初始化自旋锁
6
pthread_spin_init(&spinlock, PTHREAD_PROCESS_PRIVATE);
7
8
void criticalSection() {  
9
pthread_spin_lock(&spinlock);
10
// 临界区代码
11
pthread_spin_unlock(&spinlock);
12
}
13
14
// 在不再必要锁时烧毁它
15
pthread_spin_destroy(&spinlock);
在这个例子中，pthread_spinlock_t是POSIX线程库提供的自旋锁类型。使用pthread_spin_init函数初始化锁，并设置其为PTHREAD_PROCESS_PRIVATE，这意味着锁只能在同一进程的线程之间共享。在临界区前后分别调用pthread_spin_lock和pthread_spin_unlock函数来加锁息争锁。末了，当锁不再必要时，应调用pthread_spin_destroy来烧毁锁。
使用std::atomic_flag实现自旋锁（C++11及更高版本）

如果你在使用C++，而且你的编译器支持C++11或更高版本，你还可以使用std::atomic_flag来实现一个简单的自旋锁：
[code][/code] C++
复制代码
1
#include <atomic>
2
#include <thread>
3
#include <chrono>
4
#include <iostream>
5
6
std::atomic_flag lock = ATOMIC_FLAG_INIT;
7
8
void criticalSection() {  
9
while (lock.test_and_set(std::memory_order_acquire)) {  
10
// 自旋等待锁被开释
11
std::this_thread::yield(); // 提示调度器当火线程愿意放弃当前CPU资源的占用
12
}
13
// 临界区代码
14
lock.clear(std::memory_order_release); // 开释锁
15
}
在这个C++示例中，std::atomic_flag是一个原子的布尔类型，可以用作自旋锁的基础。test_and_set方法实验设置标志并返回其之前的值，如果返回true，则表示锁已经被占用，当火线程必要继承自旋等待。一旦获取到锁，线程就可以安全地进入临界区。完成临界区的操作后，使用clear方法来开释锁。
请留意，自旋锁适用于短时间的临界区掩护，由于在等待锁的过程中，线程会连续消耗CPU资源。如果临界区的执行时间较长大概锁的竞争很激烈，使用其他类型的锁（如互斥锁ÿ

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