iOS核心笔记——多线程-原子/非原子属性

Posted 2020-08-29

1、原子属性：

1-1、nonatomic与atomic：

• nonatomic : 非原子属性；
  
• atomic : 原子属性；
  
• 线程安全的,针对多线程设计的属性修饰符,是默认值.
• 保证同一时间只有一个线程能够写入,但是同一个时间多个线程都可以读取；
• 单写多读 : 单个线程写入write，多个线程可以读取read；
• atomic 本身就有一把锁,自旋锁。

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1-2、nonatomic和atomic对比：

• nonatomic : 非线程安全,适合内存小的移动设备；
  
• atomic : 线程安全,需要消耗大量的资源.性能比非原子属性要差。

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1-3、ios开发的建议：

• 所有属性都声明为nonatomic,性能更高；
• 尽量避免多线程抢夺同一块资源；
• 尽量将加锁、资源抢夺的业务逻辑交给服务器端处理，减小移动客户端的压力。

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2、模拟原子属性：

2-1、定义属性：

1./// 非原子属性
[email protected] (nonatomic,strong) NSObject *obj1;
3./// 原子属性:内部有"自旋锁"
[email protected] (atomic,strong) NSObject *obj2;
5./// 模拟原子属性
[email protected] (atomic,strong) NSObject *obj3;

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?了解： 重写非原子属性的setter和getter方法：

?了解： 1、重写了原子属性的setter方法之后，会覆盖原子属性内部的自旋锁，使其失效；然后我们加入互斥锁，来模拟单写多读。

?了解： 2、重写了属性的setter和getter方法之后，系统就不会再帮我们生成待下划线的成员变量；使用合成指令@synthesize，就可以手动的生成带下划线的成员变量。

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示例程序：

1.// 合成指令
[email protected] obj3 = _obj3;
3.
4./// obj3的setter方法
5.- (void)setObj3:(NSObject *)obj3
6.{
7.    @synchronized(self) {
8.        _obj3 = obj3;
9.    }
10.}
11.
12./// obj3的getter方法
13.- (NSObject *)obj3
14.{
15.    return _obj3;
16.}

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2-2、性能测试：

1./// 测试"非原子属性","互斥锁","自旋锁"的性能
2.- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event
3.{
4.    NSInteger largeNum = 1000*1000;
5.
6.    NSLog(@"非原子属性");
7.    CFAbsoluteTime start = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
8.    for (int i = 0; i < largeNum; i++) {
9.        self.obj1 = [[NSObject alloc] init];
10.    }
11.    NSLog(@"非原子属性 => %f",CFAbsoluteTimeGetCurrent()-start);
12.
13.    NSLog(@"原子属性");
14.    start = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
15.    for (int i = 0; i < largeNum; i++) {
16.        self.obj2 = [[NSObject alloc] init];
17.    }
18.    NSLog(@"原子属性 => %f",CFAbsoluteTimeGetCurrent()-start);
19.
20.    NSLog(@"模拟原子属性");
21.    start = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
22.    for (int i = 0; i < largeNum; i++) {
23.        self.obj3 = [[NSObject alloc] init];
24.    }
25.    NSLog(@"模拟原子属性 => %f",CFAbsoluteTimeGetCurrent()-start);
26.}

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3、互斥锁和自旋锁对比：

3-1、共同点：

• 都能够保证同一时间,只有一条线程执行锁定范围的代码

3-2、不同点：

• 互斥锁：如果发现有其他线程正在执行锁定的代码，线程会进入休眠状态，等待其他线程执行完毕，打开锁之后，线程会重新进入就绪状态；等待被CPU重新调度。
  
• 自旋锁：如果发现有其他线程正在执行锁定的代码，线程会以死循环的方式；一直等待锁定代码执行完成。

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4、开发建议：

1. 所有属性都声明为nonatomic，原子属性和非原子属性的性能几乎一样。
   
2. 尽量避免多线程抢夺同一块资源。
   
3. 要实现线程安全，必须要用到锁；无论什么锁，都是有性能消耗的。
   
4. 自旋锁更适合执行非常短的代码，死循环内部不适合写复杂的代码。
   
5. 尽量将加锁,资源抢夺的业务逻辑交给服务器端处理，减小移动客户端的压力。
   
6. 为了流畅的用户体验，UIKit类库的线程都是不安全的；所以我们需要在主线程(UI线程)上更新UI。
   
7. 所有包含NSMutable的类都是线程不安全的，在做多线程开发的时候，需要注意多线程同时操作可变对象的线程安全问题。

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