Objective-C中不同方式实现锁

为什么需要使用锁,当然熟悉多线程的你,自然不会对它觉得陌生。

那你在代码中是否很好的使用了锁的机制呢?你又知道几种实现锁的方法呢?

今天一起来探讨一下Objective-C中几种不同方式实现的锁,在这之前我们先构建一个测试用的类,假想它是我们的一个共享资源,method1与method2是互斥的,代码如下:

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@implementation TestObj
- (void)method1
{
NSLog(@"%@",NSStringFromSelector(_cmd));
}
- (void)method2
{
NSLog(@"%@",NSStringFromSelector(_cmd));
}
@end

1.使用NSLock实现的锁

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//主线程中
TestObj *obj = [[TestObj alloc] init];
NSLock *lock = [[NSLock alloc] init];
//线程1
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
[lock lock];
[obj method1];
sleep(10);
[lock unlock];
});
//线程2
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
sleep(1);//以保证让线程2的代码后执行
[lock lock];
[obj method2];
[lock unlock];
});

看到打印的结果了吗,你会看到线程1锁住之后,线程2会一直等待走到线程1将锁置为unlock后,才会执行method2方法。

NSLock是Cocoa提供给我们最基本的锁对象,这也是我们经常所使用的,除lock和unlock方法外,NSLock还提供了tryLock和lockBeforeDate:两个方法,前一个方法会尝试加锁,如果锁不可用(已经被锁住),刚并不会阻塞线程,并返回NO。lockBeforeDate:方法会在所指定Date之前尝试加锁,如果在指定时间之前都不能加锁,则返回NO。

2.使用synchronized关键字构建的锁

当然在Objective-C中你还可以用@synchronized指令快速的实现锁:

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//主线程中
TestObj *obj = [[TestObj alloc] init];
//线程1
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
@synchronized(obj){
[obj method1];
sleep(10);
}
});
//线程2
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
sleep(1);
@synchronized(obj){
[obj method2];
}
});

@synchronized指令使用的obj为该锁的唯一标识,只有当标识相同时,才为满足互斥.

如果线程2中的@synchronized(obj)改为@synchronized(other),刚线程2就不会被阻塞,@synchronized指令实现锁的优点就是我们不需要在代码中显式的创建锁对象,便可以实现锁的机制,但作为一种预防措施,@synchronized块会隐式的添加一个异常处理例程来保护代码,该处理例程会在异常抛出的时候自动的释放互斥锁。所以如果不想让隐式的异常处理例程带来额外的开销,你可以考虑使用锁对象。

3.使用C语言的pthread_mutex_t实现的锁

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//主线程中
TestObj *obj = [[TestObj alloc] init];
__block pthread_mutex_t mutex;
pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
//线程1
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
pthread_mutex_lock(&mutex);
[obj method1];
sleep(5);
pthread_mutex_unlock(&mutex);
});
//线程2
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
sleep(1);
pthread_mutex_lock(&mutex);
[obj method2];
pthread_mutex_unlock(&mutex);
});

pthread_mutex_t定义在pthread.h,所以记得#include

4.使用GCD来实现的”锁”

以上代码构建多线程我们就已经用到了GCD的dispatch_async方法,其实在GCD中也已经提供了一种信号机制,使用它我们也可以来构建一把”锁”(从本质意义上讲,信号量与锁是有区别,具体差异参加信号量与互斥锁之间的区别):

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//主线程中
TestObj *obj = [[TestObj alloc] init];
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);
//线程1
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
[obj method1];
sleep(10);
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});
//线程2
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
sleep(1);
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
[obj method2];
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});

至于代码产生的效果当然和上一例是一模一样的,关于信号机制,熟悉C编程的你肯定也不会陌生的,关于GCD中更多关于dispatch_semaphore_t的信息,可以跳转到本博客的这一往篇文章:GCD介绍(三): Dispatch Sources

好了,以上就是我所列举了几种方式来实现锁,当然锁大多数情况下也是配合多线程一起使用的,关于多线程编程,我这儿就不赘述了。

参考:http://www.tanhao.me/pieces/616.html