iOS的线程安全与锁
转载：http://www.cocoachina.com/ios/20171218/21570.html
一、什么是线程安全？
多线程操作共享数据不会出现想不到的结果就是线程安全的，否则，是线程不安全的。比如：多个线程同时访问或读取同一共享数据，每个线程的读到的数据都是一样的，也就不存在线程不安全。如果多个线程对同一资源进行读写操作，那么每个线程读到的结果就是不可预料的，线程是不安全的。
因此，线程安全，一定是对多线程而言的；单个线程，不存在线程安全问题。
二、多线程锁
多线程安全的解决方法就是加锁。
引用 ibireme 在《不再安全的 OSSpinLock》中的一张图片说明加解锁的效率：
下面会对这些锁的实现原理和用法做简单的总结和处理（详细的实现原理，可以看 bestswift 的这篇文章《深入理解 iOS 开发中的锁》）：
OSSpinLock：
自旋锁的实现原理比较简单，就是死循环。当a线程获得锁以后，b线程想要获取锁就需要等待a线程释放锁。在没有获得锁的期间，b线程会一直处于忙等的状态。如果a线程在临界区的执行时间过长，则b线程会消耗大量的cpu时间，不太划算。所以，自旋锁用在临界区执行时间比较短的环境性能会很高。
自旋锁的代码实现：
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#import OSSpinLock lock = OS_SPINLOCK_INIT;
OSSpinLockLock(&lock);//需要执行的代码OSSpinLockUnlock(&lock);//OSSPINLOCK_DEPRECATED_REPLACE_WITH(os_unfair_lock)//苹果在OSSpinLock注释表示被废弃，改用不安全的锁替代 |
dispatch_semaphore：
dispatch_semaphore实现的原理和自旋锁有点不一样。首先会先将信号量减一，并判断是否大于等于0，如果是，则返回0，并继续执行后续代码，否则，使线程进入睡眠状态，让出cpu时间。直到信号量大于0或者超时，则线程会被重新唤醒执行后续操作。
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dispatch_semaphore_t lock = dispatch_semaphore_create(1); //传入的参数必须大于或者等于0，否则会返回Null
long wait = dispatch_semaphore_wait(lock, DISPATCH_TIME_FOREVER); //wait = 0，则表示不需要等待，直接执行后续代码；wait != 0，则表示需要等待信号或者超时，才能继续执行后续代码。lock信号量减一，判断是否大于0，如果大于0则继续执行后续代码；lock信号量减一少于或者等于0，则等待信号量或者超时。
//需要执行的代码long signal = dispatch_semaphore_signal(lock); //signal = 0，则表示没有线程需要其处理的信号量，换句话说，没有需要唤醒的线程；signal != 0，则表示有一个或者多个线程需要唤醒，则唤醒一个线程。（如果线程有优先级，则唤醒优先级最高的线程，否则，随机唤醒一个线程。）
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pthread_mutex：
pthread_mutex表示互斥锁，和信号量的实现原理类似，也是阻塞线程并进入睡眠，需要进行上下文切换。
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pthread_mutexattr_t attr;pthread_mutexattr_init(&attr);pthread_mutexattr_settype(&attr, PTHREAD_MUTEX_NORMAL); pthread_mutex_t lock;pthread_mutex_init(&lock, &attr); //设置属性
pthread_mutex_lock(&lock); //上锁
//需要执行的代码pthread_mutex_unlock(&lock); //解锁
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NSLock：
NSLock在内部封装了一个 pthread_mutex，属性为 PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK。
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NSLock *lock = [NSLock new];
[lock lock];//需要执行的代码[lock unlock]; |
NSCondition：
NSCondition封装了一个互斥锁和条件变量。互斥锁保证线程安全，条件变量保证执行顺序。
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NSCondition *lock = [NSCondition new];
[lock lock];//需要执行的代码[lock unlock]; |
pthread_mutex(recursive)：
pthread_mutex锁的一种，属于递归锁。一般一个线程只能申请一把锁，但是，如果是递归锁，则可以申请很多把锁，只要上锁和解锁的操作数量就不会报错。
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pthread_mutexattr_t attr;pthread_mutexattr_init(&attr);pthread_mutexattr_settype(&attr, PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE); pthread_mutex_t lock;pthread_mutex_init(&lock, &attr); //设置属性
pthread_mutex_lock(&lock); //上锁
//需要执行的代码pthread_mutex_unlock(&lock); //解锁
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NSRecursiveLock：
递归锁，pthread_mutex(recursive)的封装。
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NSRecursiveLock *lock = [NSRecursiveLock new];
[lock lock];//需要执行的代码[lock unlock]; |
NSConditionLock：
NSConditionLock借助 NSCondition 来实现，本质是生产者-消费者模型。
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NSConditionLock *lock = [NSConditionLock new];
[lock lock];//需要执行的代码[lock unlock]; |
@synchronized：
一个对象层面的锁，锁住了整个对象，底层使用了互斥递归锁来实现。
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NSObject *object = [NSObject new];
@synchronized(object) { //需要执行的代码
} |
三、总结
这里只是一些简单的总结，更多深入的研究请自行 Google。
参考：