iOS底层探索之多线程(十七)——通过 Swift的Foundation源码分析锁(NSLockNSConditionNSRecursiveLock)
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了iOS底层探索之多线程(十七)——通过 Swift的Foundation源码分析锁(NSLockNSConditionNSRecursiveLock)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
ios 开发,各种锁你了解多少?NSLock、NSCondtion、NSRecursiveLock…
回顾
在上篇博客中已经对NSLock
、NSCondtion
、NSRecursiveLock
、NSCondition
等锁进行了举例分析,那么本篇博客就继续分析锁,从Foundation
源码分析锁!
iOS底层探索之多线程(六)—GCD源码分析(sync 同步函数、async 异步函数)
iOS底层探索之多线程(八)—GCD源码分析(函数的同步性、异步性、单例)
iOS底层探索之多线程(十四)—关于@synchronized锁你了解多少?
iOS底层探索之多线程(十五)—@synchronized源码分析
iOS底层探索之多线程(十六)——锁分析(NSLock、NSCondtion、NSRecursiveLock、NSCondition)
1. 从Foundation源码分析锁
上篇博客对NSLock
、NSCondtion
、NSRecursiveLock
等锁的使用,进行了代码的举例和分析,那么他们其实都是对pthread
锁进行了一层封装。通过查看 NSLock
的 API
,发现是在Foundation
框架下的如图:
通过查看 API
发现,锁都是遵循了一个叫做NSLocking
的协议,所以大部分锁都是有如下两个方法的:
@protocol NSLocking
- (void)lock;
- (void)unlock;
@end
但是
OC
的Foundation
框架是不开源的,那难道我们的探索就止步于此了吗?有没有其他的方式来探索呢?
有的,我们可以通过 swift
的Foundation
框架的开源源码来看看锁是如何封装实现的,说干就干!👉源码戳这里
- NSLock
从 swift
的Foundation
的源码工程中搜索NSLocking
协议,发现这里针对不同的平台进行了一些设置和初始化工作,很明显可以看出来是对pthread
的封装。
还有构造方法
(init)、析构方法
(deinit)、加锁
(lock)、解锁
(unlock)的方法定义,如下:
- 构造方法
init()
就是调用了pthread
的pthread_mutex_init(mutex, nil)
方法 - 析构方法
deinit
就是调用了pthread
的pthread_mutex_destroy(mutex)
方法 - 加锁方法
lock()
就是调用了pthread
的pthread_mutex_lock(mutex)
方法 - 解锁方法
unlock()
就是调用了pthread
的pthread_mutex_unlock(mutex)
方法
通过NSLock
和NSRecursiveLock
方法的对比,发现它们的lock()
方法都是一样的,都调用了pthread_mutex_lock(mutex)
,如下:
- NSRecursiveLock
那为什么
NSRecursiveLock
就可以支持可递归加锁呢?why ?为什么呢!请继续往下看:
NSRecursiveLock
方法支持可递归加锁,原因就是图中所示,在init
方法中,通过pthread_mutexattr_settype(attrs, Int32(PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE))
进行了递归的设置,这一波操作真是很细节,非常的人性化的设计,着实到位👍(ps:哈哈)
- NSCondition
通过搜索,发现NSCondition
方法也是对pthread
进行了封装,就是多了个对 cond
的处理,除了进行pthread_mutex
互斥处理外,还对pthread_cond
进行了处理,同时提供了wait
、signal
、broadcase
等方法,如下图所示:
- NSConditionLock
NSConditionLock
方法,里面没有直接对进行pthread_mutex
进行封装,只是属性里面使用了NSCondition
类型的_cond
属性和一个_swift_CFThreadRef
类型的属性,通过这两个属性,实现加锁和线程方面的相关处理。
NSCondition
里面是包含了对pthread_mutex
的封装_swift_CFThreadRef
其实是等于pthread_t
2. NSLocationLock分析
先来看看下面👇的代码,猜猜打印的顺序:
NSConditionLock *conditionLock = [[NSConditionLock alloc] initWithCondition:2];
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
[conditionLock lockWhenCondition:1];
NSLog(@"线程 1");
[conditionLock unlockWithCondition:0];
});
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_LOW, 0), ^{
[conditionLock lockWhenCondition:2];
sleep(0.1);
NSLog(@"线程 2");
[conditionLock unlockWithCondition:1];
});
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
[conditionLock lock];
NSLog(@"线程 3");
[conditionLock unlock];
});
- 代码运行结果
这里
线程 2
一定比线程 1
先执行,因为NSConditionLock
锁,⼀旦⼀个线程获得锁,其他线程⼀定会等待,在初始化的时候设置了条件2
,所以线程 2
的优先级
高于线程 1
。
[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return = [xxx lockWhenCondition:A条件 beforeDate:A时间]
:表示如果被锁定(没获得锁),并超过该时间则不再阻塞线程
。但是注意
:返回的值是NO
,它没有改变锁的状态,这个函数的⽬的在于可以实现两种状态下的处理- 所谓的
condition
就是整数,内部通过整数⽐较条件
线程 1
调⽤[NSConditionLock lockWhenCondition:]
,此时此刻因为不满⾜当前条件,所以会进⼊waiting
状态,当前进⼊到waiting
时,会释放当前的互斥锁。- 此时当前的
线程 3
调⽤[NSConditionLock lock:]
,本质上是调⽤[NSConditionLock lockBeforeDate:]
,这⾥不需要⽐对条件值,所以线程 3
会打印。 - 接下来
线程 2
执⾏[NSConditionLock lockWhenCondition:]
,因为满⾜条件值,所以线程2
会打印,打印完成后会调⽤[NSConditionLock unlockWithCondition:]
,这个时候把value
设置为1
,并发送boradcast
, 此时线程 1
接收到当前的信号,唤醒执⾏
并打印。 - ⾃此当前打印为
线程 3
-->线程 2
-->线程 1
。 [NSConditionLock lockWhenCondition:]
:这⾥会根据传⼊的condition
值和value
值进⾏对⽐,如果不相等,这⾥就会阻塞,进⼊线程池,否则的话就继续代码执⾏。[NSConditionLock unlockWithCondition:]
: 这⾥会先更改当前的value
值,然后进⾏⼴播,唤醒当前的线程。
3.总结
- 以上的锁,其实都是对
pthread
封装,你如果对pthread
比较熟悉,能直接用就直接用,不能就用这些封装的就可以 - 使用锁的时候,根据自己的业务场景来合理的使用互斥锁、递归锁、条件锁
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以上是关于iOS底层探索之多线程(十七)——通过 Swift的Foundation源码分析锁(NSLockNSConditionNSRecursiveLock)的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章
iOS底层探索之多线程(十五)—@synchronized源码分析
iOS底层探索之多线程(十四)—关于@synchronized锁你了解多少?