欢迎您访问程序员文章站本站旨在为大家提供分享程序员计算机编程知识!
您现在的位置是: 首页  >  移动技术

iOS开发中多线程的安全隐患总结

程序员文章站 2023-02-21 22:00:55
资源共享 1块资源可能会被多个线程共享,也就是多个线程可能会访问同一块资源 比如多个线程访问同一个对象、同一个变量、同一个文件 当多个线程访问同一块资源时,很容易引发...

资源共享

1块资源可能会被多个线程共享,也就是多个线程可能会访问同一块资源

比如多个线程访问同一个对象、同一个变量、同一个文件

当多个线程访问同一块资源时,很容易引发数据错乱和数据安全问题

一、解决方案

解决方案:使用线程同步技术(同步,就是协同步调,按预定的先后次序进行)

常见的线程同步技术是:加锁

1、osspinlock

osspinlock叫做”自旋锁”,等待锁的线程会处于忙等(busy-wait)状态,一直占用着cpu资源

目前已经不再安全,可能会出现优先级反转问题

如果等待锁的线程优先级较高,它会一直占用着cpu资源,优先级低的线程就无法释放锁

需要导入头文件#import<libkern/osatomic.h>

iOS开发中多线程的安全隐患总结

2、os_unfair_lock

os_unfair_lock用于取代不安全的osspinlock,从ios10开始才支持

从底层调用看,等待os_unfair_lock锁的线程会处于休眠状态,并非忙等

需要导入头文件#import<os/lock.h>

3、pthread_mutex

mutex叫做”互斥锁”,等待锁的线程会处于休眠状态

需要导入头文件#import<pthread.h>

pthread_mutex–普通锁

iOS开发中多线程的安全隐患总结

iOS开发中多线程的安全隐患总结

pthread_mutex–递归锁

iOS开发中多线程的安全隐患总结

pthread_mutex–条件

iOS开发中多线程的安全隐患总结

4、nslock

nslock是对mutex普通锁的封装

iOS开发中多线程的安全隐患总结

iOS开发中多线程的安全隐患总结

iOS开发中多线程的安全隐患总结

5、nsrecursivelock

nsrecursivelock也是对mutex递归锁的封装,api跟nslock基本一致

6、nscondition

nscondition是对mutex和cond的封装

iOS开发中多线程的安全隐患总结

7、nsconditionlock

nsconditionlock是对nscondition的进一步封装,可以设置具体的条件值

iOS开发中多线程的安全隐患总结

8、dispatch_semaphore

semaphore叫做”信号量”

信号量的初始值,可以用来控制线程并发访问的最大数量

信号量的初始值为1,代表同时只允许1条线程访问资源,保证线程同步

iOS开发中多线程的安全隐患总结

9、dispatch_queue(dispatch_queue_serial)

直接使用gcd的串行队列,也是可以实现线程同步的

iOS开发中多线程的安全隐患总结

10、@synchronized

@synchronized是对mutex递归锁的封装

源码查看:objc4中的objc-sync.mm文件()

@synchronized(obj)内部会生成obj对应的递归锁,然后进行加锁、解锁操作

iOS开发中多线程的安全隐患总结

二、ios线程同步方案性能比较

原则:

普通锁比递归锁性能好

语言越高级,封装的逻辑越多,性能也就越差(所有语言都如此) 

实际测试

性能从高到低排序

os_unfair_lock // 缺点:ios10才支持

osspinlock  // 缺点:可能出现优先级反转 已经不再安全 苹果也不推荐使用

dispatch_semaphore // 推荐使用

pthread_mutex  // 优点:跨平台 互斥锁(普通锁) 推荐使用

dispatch_queue(dispatch_queue_serial) // c

nslock   // oc

nscondition   // oc

pthread_mutex(recursive) // 递归锁

nsrecursivelock  // oc

nsconditionlock // oc

@synchronized // 递归锁 oc

三、自旋锁、互斥锁 选择

自旋锁:等待状态处于忙等

互斥锁:等待状态处于休眠

1、什么情况使用自旋锁比较划算?

预计线程等待锁的时间很短

加锁的代码(临界区)经常被调用,但竞争情况很少发生

cpu资源不紧张

多核处理器

2、什么情况使用互斥锁比较划算?

预计线程等待锁的时间较长

单核处理器

临界区有io操作

临界区代码复杂或者循环量大

临界区竞争非常激烈

四、读写锁

场景:

同一时间,只能有1个线程进行写的操作

同一时间,允许有多个线程进行读的操作

同一时间,不允许既有写的操作,又有读的操作

上面的场景就是典型的“多读单写”,经常用于文件等数据的读写操作,ios中的实现方案有:

1、读写锁:pthread_rwlock

等待锁的线程会进入休眠

iOS开发中多线程的安全隐患总结

2、dispatch_barrier_async

这个函数传入的并发队列必须是自己通过dispatch_queue_cretate创建的

如果传入的是一个串行或是一个全局的并发队列,那这个函数便等同于dispatch_async函数的效果

iOS开发中多线程的安全隐患总结