剖析@synchronized的底层奥秘：iOS开发中的加锁利器
2023-11-12 09:15:15
在iOS开发中，@synchronized无疑是最为常用的锁机制之一。它为多线程环境下的资源访问提供了便捷且可靠的同步保障。为了深入理解这一机制的底层实现，我们进行了深入的探索，揭开了@synchronized的神秘面纱。
揭秘@synchronized的底层实现
@synchronized的底层实现基于自旋锁 （Spin Lock）和互斥锁 （Mutex）。自旋锁是一种忙等待锁，当一个线程试图获取锁时，它会不断循环检查锁的状态，直到锁被释放。而互斥锁则是一种阻塞锁，当一个线程试图获取锁时，如果锁已被其他线程持有，该线程会进入睡眠状态，直到锁被释放。
在iOS中，@synchronized采用了一种混合的锁机制，称为自旋锁-互斥锁混合锁 （Spin-Mutex Hybrid Lock）。这种机制结合了自旋锁的快速响应和互斥锁的可靠性，在大多数情况下都能提供良好的性能。
自旋锁-互斥锁混合锁的工作原理如下：
- 当一个线程试图获取锁时，它首先会尝试获取自旋锁。
- 如果自旋锁已被其他线程持有，则该线程会进入一段短暂的忙等待，不断循环检查自旋锁的状态。
- 如果在指定的忙等待时间内自旋锁仍然无法获取，则该线程会将锁升级为互斥锁，并进入睡眠状态。
- 当互斥锁被释放时，持有锁的线程会被唤醒。
这种混合机制既保证了在大多数情况下快速的锁获取，又能在自旋等待时间较长时避免线程长时间的阻塞。
理解@synchronized的语义
@synchronized的语义非常简单，它确保在给定的代码块中，只有一个线程可以执行。语法格式如下：
@synchronized(object) {
// 受保护的代码块
}
其中，object可以是任何对象。当一个线程进入@synchronized代码块时，它会尝试获取该对象的锁。如果锁已被其他线程持有，则该线程会阻塞，直到锁被释放。
需要注意的是，@synchronized只能保证给定对象上的代码块不会被多个线程同时执行。它并不能保证其他线程不会访问该对象的其他部分。因此，在使用@synchronized时，需要考虑对象的整体同步策略。
灵活运用@synchronized
@synchronized是一个非常灵活的锁机制，可以根据不同的场景进行灵活运用。以下是一些常见的用法：
- 保护临界区： 将需要同步访问的代码块放在
@synchronized代码块中。 - 保护对象变量： 将需要同步访问的对象变量放在
@synchronized代码块中。 - 保护静态方法： 将需要同步访问的静态方法放在
@synchronized代码块中。 - 保护类方法： 将需要同步访问的类方法放在
@synchronized代码块中。
结语
@synchronized是iOS开发中一把强大的锁，深入理解它的底层实现和语义，有助于我们在多线程环境中构建更健壮、更可靠的应用程序。通过灵活运用@synchronized，我们可以有效地管理资源并发访问，避免数据竞争和死锁等问题，确保应用程序的稳定性和正确性。
