iOS中的锁机制揭秘

IOS

2023-09-11 08:55:25

iOS中的锁机制

iOS中常见的锁机制主要有以下几种：

OSSpinLock ：轻量级自旋锁，适用于保护短时间访问的共享资源。
dispatch_semaphore_t ：基于信号量的锁，用于控制资源的访问权限。
os_unfair_lock ：不公平锁，保证线程按顺序获取锁。
pthread_mutex_t ：POSIX标准互斥锁，适用于保护长时间访问的共享资源。
NSlock ：Objective-C封装的锁，提供高级别API。
NSCondition ：条件锁，用于协调线程之间的等待和唤醒。

锁机制的工作原理

锁机制的核心在于互斥和同步。互斥是指同一时刻只能有一个线程访问共享资源，防止数据竞争；同步是指协调线程之间的执行顺序，确保按预期的顺序访问资源。

当线程需要访问共享资源时，它会先获取锁。如果锁已被其他线程持有，线程将被阻塞，直到锁被释放。一旦线程获取锁，它便拥有对共享资源的独占访问权。访问结束后，线程必须释放锁，以便其他线程可以访问该资源。

选择合适的锁机制

选择合适的锁机制取决于以下因素：

资源访问时间 ：对于短暂访问，使用轻量级的OSSpinLock；对于长时间访问，使用pthread_mutex_t。
公平性 ：如果需要保证线程按顺序获取锁，可以使用os_unfair_lock。
API可用性 ：NSlock和NSCondition提供了易于使用的Objective-C API。

实例详解

使用OSSpinLock保护共享变量

OSSpinLock spinLock;
int sharedVariable;

void incrementSharedVariable() {
    OSSpinLockLock(&spinLock);
    sharedVariable++;
    OSSpinLockUnlock(&spinLock);
}

使用NSLock保护共享数据结构

NSLock *lock = [[NSLock alloc] init];
NSMutableArray *sharedArray;

void addToArray() {
    [lock lock];
    [sharedArray addObject:@"New Item"];
    [lock unlock];
}

使用NSCondition协调线程

NSCondition *condition = [[NSCondition alloc] init];
BOOL sharedResourceAvailable = NO;

void produceResource() {
    [condition lock];
    while (!sharedResourceAvailable) {
        [condition wait];
    }
    // 生产资源并更新sharedResourceAvailable
    [condition signal];
    [condition unlock];
}

void consumeResource() {
    [condition lock];
    while (!sharedResourceAvailable) {
        [condition wait];
    }
    // 消费资源并更新sharedResourceAvailable
    [condition signal];
    [condition unlock];
}