锁住多线程安全：Objective-C中的@Synchronized关键字解析
2023-01-22 00:24:25
多线程编程中的数据竞争：深入理解 @synchronized
数据竞争的祸根
在多线程编程的世界中，数据竞争就像幽灵般的存在，伺机扰乱代码的正常运行。当多个线程同时访问共享数据，并且其中至少有一个线程正在修改该数据时，数据竞争就会悄然出现。这种争夺共享资源的混乱局面会导致各种令人头痛的问题，包括程序崩溃、死锁和数据损坏。
@synchronized 的救赎
Objective-C 的 @synchronized 犹如一剂良药，旨在消除数据竞争的祸害。它使用一种叫做互斥锁的机制来保护共享资源，确保只有一个线程能同时访问该资源。互斥锁就像一个交通警察，它允许一个线程获得对共享资源的独家访问权，而其他线程只能耐心地等待，直到它释放权限。
@synchronized 的用法
使用 @synchronized 关键字很简单，就像在要保护的代码块前加上一句咒语：" @synchronized(lock) "，其中 lock 是互斥锁对象。举个例子，下面的代码用 @synchronized 来保护共享变量 count：
@synchronized(lock) {
count++;
}
@synchronized 的奥秘
@synchronized 关键字的运作方式就像一场紧张的抢夺战：
- 当一个线程执行 @synchronized(lock) 代码块时，它首先尝试获得互斥锁 lock。
- 如果互斥锁 lock 已被其他线程霸占，那么该线程就会被堵在门外，只能焦急地等待其他线程释放权限。
- 当该线程终于抢到互斥锁 lock 后，它就可以独占 @synchronized(lock) 代码块中的代码了。
- 当该线程执行完 @synchronized(lock) 代码块中的代码后，它会体面地释放互斥锁 lock，让其他线程有机会参与抢夺。
@synchronized 的注意事项
虽然 @synchronized 关键字很强大，但也要注意以下几点：
- @synchronized 关键字只能保护代码块中的共享数据，而无法保护代码块外的共享数据。
- @synchronized 关键字无法保证代码块中的代码不会被打断。如果代码块中的代码执行时间过长，那么其他线程可能会趁机夺取互斥锁，中断该线程的执行。
- @synchronized 关键字可能会降低性能。因为当一个线程获得互斥锁后，其他线程只能干瞪眼，直到它释放权限。因此，如果 @synchronized 关键字使用不当，可能会导致程序性能下降。
总结
@synchronized 关键字是 Objective-C 中一种重要的同步机制，它使用互斥锁来保护共享资源，确保只有一个线程能同时访问该资源。虽然 @synchronized 关键字易于使用，但也要注意它的局限性。通过充分理解它的工作原理和注意事项，你可以避免数据竞争的陷阱，让多线程编程更安全、更可靠。
常见问题解答
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@synchronized 关键字和 NSLock 有什么区别？
@synchronized 关键字使用的是 NSLock 作为底层互斥锁，但它提供了更简单的语法和更简洁的使用方式。 -
如何避免 @synchronized 关键字带来的性能下降？
仅在必要时使用 @synchronized 关键字，并尽量缩小受保护的代码块。 -
数据竞争会发生在哪些情况下？
数据竞争发生在多个线程同时访问共享数据时，并且至少有一个线程正在修改该数据。 -
数据竞争可能导致哪些问题？
数据竞争可能导致程序崩溃、死锁、数据损坏等问题。 -
除了 @synchronized 关键字外，还有哪些同步机制？
Objective-C 中其他同步机制包括 NSRecursiveLock、NSCondition 和 NSConditionLock。
