多线程(三) iOS中的锁

锁的类别：互斥锁，递归锁，条件锁，自旋锁等

锁的实现方式：NSLock,NSRecursiveLock, NSConditionLock,@synchronized,GCD的信号量等

下面说一下常用的几种锁：

1.@synchronized：对象级别所，互斥锁，性能较差不推荐使用

@synchronized(这里添加一个OC对象，一般使用self) {

这里写要加锁的代码

}

　　@synchronized使用注意点

　　1.加锁的代码尽量少

　　2.添加的OC对象必须在多个线程中都是同一对象，下面举一个反例

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- (void)viewDidLoad {     [super viewDidLoad];     //设置票的数量为5     _tickets = 5;     //线程一     NSThread *threadOne = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(saleTickets) object:nil];     threadOne.name = @"threadOne";     //线程二     NSThread *threadTwo = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(saleTickets) object:nil];           //开启线程     [threadOne start];     [threadTwo start]; } - (void)saleTickets {     NSObject *object = [[NSObject alloc] init];     while (1)     {         @synchronized(object) {             [NSThread sleepForTimeInterval:1];             if (_tickets > 0)             {                 _tickets--;                 NSLog(@"剩余票数= %ld",_tickets);             }             else             {                 NSLog(@"票卖完了");                 break;             }         }     }    }

结果卖票又出错了，出现这个原因的问题是每个线程都会创建一个object对象，锁后面加的object在不同线程中就不同了；

把@synchronized（object）改成 @synchronized（self）就能得到了正确结果

2.NSLock:互斥锁，

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@interface ViewController () {     NSLock *mutexLock; }   @property (assign, nonatomic)NSInteger tickets; @end   @implementation ViewController   - (void)viewDidLoad {     [super viewDidLoad];     //创建锁     mutexLock = [[NSLock alloc] init];           //设置票的数量为5     _tickets = 5;     //线程一     NSThread *threadOne = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(saleTickets) object:nil];     threadOne.name = @"threadOne";     //线程二     NSThread *threadTwo = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(saleTickets) object:nil];           //开启线程     [threadOne start];     [threadTwo start];  } - (void)saleTickets {     while (1)     {         [NSThread sleepForTimeInterval:1];         //加锁         [mutexLock lock];         if (_tickets > 0)         {             _tickets--;             NSLog(@"剩余票数= %ld",_tickets);         }         else         {             NSLog(@"票卖完了");             break;         }         //解锁         [mutexLock unlock];        } }

NSLock: 使用注意，不能多次调用 lock方法,会造成死锁

3.NSRecursiveLock:递归锁

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@interface ViewController () {     NSRecursiveLock *rsLock; }   @property (assign, nonatomic)NSInteger tickets;     @end   @implementation ViewController   - (void)viewDidLoad {     [super viewDidLoad];     //创建锁递归锁     rsLock = [[NSRecursiveLock alloc] init];        //设置票的数量为5     _tickets = 5;     //线程一     NSThread *threadOne = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(saleTickets) object:nil];     threadOne.name = @"threadOne";     //线程二     NSThread *threadTwo = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(saleTickets) object:nil];     //开启线程     [threadOne start];     [threadTwo start];    } - (void)saleTickets {     while (1)     {         [NSThread sleepForTimeInterval:1];         //加锁,递归锁可以多次加锁         [rsLock lock];         [rsLock lock];         if (_tickets > 0)         {             _tickets--;             NSLog(@"剩余票数= %ld",_tickets);         }         else         {             NSLog(@"票卖完了");             break;         }         //解锁，只有对应次数解锁，其他线程才能访问。         [rsLock unlock];         [rsLock unlock];       }    }

4.NSConditionLock:条件锁

NSConditionLock:条件锁，一个线程获得了锁，其它线程等待。

[xxxx lock]; 表示 xxx 期待获得锁，如果没有其他线程获得锁（不需要判断内部的condition) 那它能执行此行以下代码，如果已经有其他线程获得锁（可能是条件锁，或者无条件锁），则等待，直至其他线程解锁

[xxx lockWhenCondition:A条件]; 表示如果没有其他线程获得该锁，但是该锁内部的condition不等于A条件，它依然不能获得锁，仍然等待。如果内部的condition等于A条件，并且没有其他线程获得该锁，则进入代码区，同时设置它获得该锁，其他任何线程都将等待它代码的完成，直至它解锁。

[xxx unlockWithCondition:A条件]; 表示释放锁，同时把内部的condition设置为A条件

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@interface ViewController () {          NSConditionLock *_cdtLock; //条件锁   }   @end   @implementation ViewController   - (void)viewDidLoad {     [super viewDidLoad];           //创建条件锁     _cdtLock = [[NSConditionLock alloc] init];     [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(conditionLockAction1) toTarget:self withObject:nil];     [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(conditionLockAction2) toTarget:self withObject:nil];       }   - (void)conditionLockAction1 {           //阻塞线程2s     [NSThread sleepForTimeInterval:2];           for (NSInteger i = 0; i < 3; i++) {                  //加锁         [_cdtLock lock];                   NSLog(@"i = %li", i);                   //释放锁，并设置condition属性的值为i         [_cdtLock unlockWithCondition:i];               } }   - (void)conditionLockAction2 {           //当标识为2时同步代码段才能够执行，如果标识为其它数字则当前线程被阻塞。     [_cdtLock lockWhenCondition:2];           NSLog(@"thread2");           [_cdtLock unlock];       }

打印结果：

如果我们把代码中[_cdtLock lockWhenCondition:2]换成[_cdtLock lockWhenCondition:1]则会发现出现如下结果

和我们预想的在i = 1后面打印thread2不符合，这是因为conditionLockAction1中的代码段也需要获得锁，同时在循环执行过后把condition置成了2，那么conditionLockAction2就再也没机会加锁了，所以不打印thread2。

我们可以靠下面的代码验证

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@interface ViewController () {          NSConditionLock *_cdtLock; //条件锁   }   @end   @implementation ViewController   - (void)viewDidLoad {     [super viewDidLoad];           //创建条件锁     _cdtLock = [[NSConditionLock alloc] init];     [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(conditionLockAction1) toTarget:self withObject:nil];     [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(conditionLockAction2) toTarget:self withObject:nil];       }   - (void)conditionLockAction1 {           //阻塞线程2s     [NSThread sleepForTimeInterval:2];           for (NSInteger i = 0; i < 3; i++) {                  //加锁         [_cdtLock lock];                   NSLog(@"i = %li", i);                   //释放锁，并设置condition属性的值为i         [_cdtLock unlockWithCondition:i];         <span style="color: #ff0000;">//在i 为 1的时候阻塞线程1s         if (i == 1)         {             [NSThread sleepForTimeInterval:1];         }</span>               } }   - (void)conditionLockAction2 {           //当标识为2时同步代码段才能够执行，如果标识为其它数字则当前线程被阻塞。     [_cdtLock lockWhenCondition:1];           NSLog(@"thread2");           [_cdtLock unlock];       }

现在的结果就和我们预期的一样了

5.NSCondition:可以理解为互斥锁和条件锁的结合

用生产者消费者中的例子可以很好的理解NSCondition

1.生产者要取得锁，然后去生产，生产后将生产的商品放入库房，如果库房满了，则wait，就释放锁，直到其它线程唤醒它去生产，如果没有满，则生产商品后调用signal，可以唤醒在此condition上等待的线程。

2.消费者要取得锁，然后去消费，如果当前没有商品，则wait,释放锁，直到有线程去唤醒它消费，如果有商品，则消费后会通知正在等待的生产者去生产商品。

生产者和消费者的关键是：当库房已满时，生产者等待，不再继续生产商品，当库房已空时，消费者等待，不再继续消费商品，走到库房有商品时，会由生产者通知消费来消费。

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- (void)conditionTest {     //创建数组存放商品     products = [[NSMutableArray alloc] init];     condition = [[NSCondition alloc] init];           [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(createProducter) toTarget:self withObject:nil];     [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(createConsumenr) toTarget:self withObject:nil]; }   - (void)createConsumenr {     while (1) {         //模拟消费商品时间,让它比生产慢一点         [NSThread sleepForTimeInterval:arc4random()%10 * 0.1 + 1.5];         [condition lock];         while (products.count == 0) {             NSLog(@"商品为0，等待生产");             [condition wait];         }         [products removeLastObject];         NSLog(@"消费了一个商品,商品数 = %ld",products.count);         [condition signal];         [condition unlock];     }       }   - (void)createProducter {     while (1) {         //模拟生产商品时间         [NSThread sleepForTimeInterval:arc4random()%10 * 0.1 + 0.5];         [condition lock];         while (products.count == 5)         {             NSLog(@"商品满了，等待消费");             [condition wait];         }         [products addObject:[[NSObject alloc] init]];         NSLog(@"生产了一个商品,商品数%ld",products.count);         [condition signal];         [condition unlock];     }       }

了解死锁

　　概念：死锁是指两个或两个以上的进程（线程）在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。

产生死锁的4个必要条件

1）互斥条件：指进程对所分配到的资源进行排它性使用，即在一段时间内某资源只由一个进程占用。如果此时还有其它进程请求资源，则请求者只能等待，直至占有资源的进程用毕释放。

2）请求和保持条件：指进程已经保持至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源已被其它进程占有，此时请求进程阻塞，但又对自己已获得的其它资源保持不放。

3）不剥夺条件：指进程已获得的资源，在未使用完之前，不能被剥夺，只能在使用完时由自己释放。

4）环路等待条件：指在发生死锁时，必然存在一个进程——资源的环形链，即进程集合{P0，P1，P2，···，Pn}中的P0正在等待一个P1占用的资源；P1正在等待P2占用的资源，……，Pn正在等待已被P0占用的资源。