多线程加锁

Posted 2022-02-23 WCK的博客

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了多线程加锁相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

dispatch_semaphore是GCD采用线程同步的一种方式，与他相关的共有三个参数:

dispatch_semaphore_create
dispatch_semaphore_signal
dispatch_semaphore_wait

dispatch_semaphore_create 创建信号量
dispatch_semaphore_create(long value); 给信号量初始一个值，当传递的值小于0，信号量将初始化失败返回NULL。

dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
dispatch_semaphore_t semaphore1 = dispatch_semaphore_create(2);

dispatch_semaphore_signal 发送信号量
long dispatch_semaphore_signal(dispatch_semaphore_t dsema)
这个函数会使传入的信号量dsema的值加1；

dispatch_semaphore_signal(semaphore);

dispatch_semaphore_wait 等待信号量
long dispatch_semaphore_wait(dispatch_semaphore_t dsema, dispatch_time_t timeout)；
这个函数会使传入的信号量dsema的值减1，如果传入信号量的值等于0，函数将持续等待不返回。

dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);

这个函数的作用是这样的，如果dsema信号量的值大于0，该函数所处线程就继续执行下面的语句，并且将信号量的值减1；
　　如果desema的值为0，那么这个函数就阻塞当前线程等待timeout（注意timeout的类型为dispatch_time_t，
　　不能直接传入整形或float型数），如果等待的期间desema的值被dispatch_semaphore_signal函数加1了，
　　且该函数（即dispatch_semaphore_wait）所处线程获得了信号量，那么就继续向下执行并将信号量减1。
　　如果等待期间没有获取到信号量或者信号量的值一直为0，那么等到timeout时，其所处线程自动执行其后语句。

    信号量的初始值，可以用来控制线程并发访问的最大数量。
    信号量的初时值为1，代表同时只允许1条线程访问资源，保证线程同步。

ios线程同步方案性能比较
性能从高到低排序


```objectivec
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


从上可以知道线程同步除了os_unfair_lock 和
OSSpinLock之外，dispatch_semaphore的性能是很好的极力推荐使用。
dispatch_semaphore.jpg

如以上假如创建了A、B 、C、D四个子线程，假如A线程先执行后，此时信号量的值-1也就是1，并往下继续执行。随后B线程也执行代码后，此时信号量的值-1，也就是0。C线程、D线程都执行代码时，此时信号量的值已经是0了，C线程和D线程就会进入休眠等待中，此时就卡住。假如第11秒时，线程A、B执行完了后，信号量+1,+1此时信号量就是2了，这样C线程、D线程会被唤醒继续执行。这样信号量的初始值，可以用来控制线程并发访问的最大数量。同理当我们设置信号量的初时值为1时，就可以实现线程同步。
dispatch_semaphore 使用案例
控制线程并发数
//定义一个信号量，初始化为10

```objectivec
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(5);

//同时执行10个任务

 for (int i = 0; i < 10; i++)
 
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^
            
    //当前信号量-1
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
            
    NSLog(@"任务%d执行",i+1);
            
    NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:kUrlString]];

    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^
        //TODO:刷新界面
    );
            
    //当前信号量+1
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);
            
    );

线程安全

通过信号量可以用来控制线程并发访问的最大数量，当我们设置信号量的初时值为1时，就可以实现线程同步。

- (void)viewDidLoad 
    [super viewDidLoad];
    semaphore =  dispatch_semaphore_create(1);
    self.array = [NSMutableArray array];
    for (int i=0; i<10; i++) 
        NSThread *thread = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(test) object:nil];
        [thread start];
    


- (void)test

    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    sleep(1);
    [self.array addObject:@"0"];
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);

self.array直接在多个线程上进行做修改操作是不安全的，我可以通过信息量同步加锁保证其线程安全。
多个网络请求同步

1、首先通过网络请求一获取用户useid，之后用userid为参数发起网络请求二。

#pragma mark - 网络请求一


- (void)getuserId:(dispatch_semaphore_t)semaphore
   AFHTTPSessionManager *sessionmanger=[[AFHTTPSessionManager alloc]init];
   sessionmanger.responseSerializer=[AFHTTPResponseSerializer serializer];
   [sessionmanger POST:@"https://www.baidu.com/" parameters:nil constructingBodyWithBlock:nil progress:nil success:^(NSURLSessionDataTask * _Nonnull task, id  _Nullable responseObject) 
         NSLog(@"请求成功1%@", [NSThread currentThread]);
        useid=@"1234";
       dispatch_semaphore_signal(semaphore);
    failure:^(NSURLSessionDataTask * _Nullable task, NSError * _Nonnull error) 
       NSLog(@"%@",error);
        dispatch_semaphore_signal(semaphore);
   ];
   


#pragma mark - 网络请求二
- (void)requestwithuserid:(NSString *)userid
   NSDictionary *parms=[NSMutableDictionary dictionary];
   [parms setValue:userid forKey:@"userid"];
   AFHTTPSessionManager *sessionmanger=[[AFHTTPSessionManager alloc]init];
   sessionmanger.responseSerializer=[AFHTTPResponseSerializer serializer];
   [sessionmanger POST:@"https://www.baidu.com/" parameters:userid constructingBodyWithBlock:nil progress:nil success:^(NSURLSessionDataTask * _Nonnull task, id  _Nullable responseObject) 
       NSLog(@"请求成功2");
    failure:^(NSURLSessionDataTask * _Nullable task, NSError * _Nonnull error) 
       NSLog(@"%@",error);
   ];

#pragma mark - 使用信号量实现
- (void)viewDidLoad 
    [super viewDidLoad];
    dispatch_semaphore_t semaphore= dispatch_semaphore_create(0); // 创建信号量
    [self getuserId:semaphore];//获取用户useid
 
dispatch_semaphore_wait(semaphore,DISPATCH_TIME_FOREVER);//当前信号量为0，一直等待阻塞线程
    [self requestwithuserid:useid];

command+R运行一下，没有任何反应。
原因分析：线程卡住了。代码执行到dispatch_semaphore_wait(semaphore,DISPATCH_TIME_FOREVER)因为信号量为0，当前线程会被阻塞。而当前线程是主线程，网络请求一成功后回调到主线程，因为主线程被阻塞造成信号量无法释放，一直卡住。

解决方案就是开启一个异步线程

- (void)viewDidLoad 
    [super viewDidLoad];
    //创建一个并行队列
    dispatch_queue_t queque = dispatch_queue_create("GoyakodCreated", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    dispatch_async(queque, ^
        dispatch_semaphore_t semaphore= dispatch_semaphore_create(0); // 创建信号量
        [self getuserId:semaphore];
        dispatch_semaphore_wait(semaphore,DISPATCH_TIME_FOREVER);
        [self requestwithuserid:useid];
    );

2、多个网络请求后刷新UI

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event 
    
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    // 创建信号量
   semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
    // 创建全局并行
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    
    dispatch_group_async(group, queue, ^

        [self request1];

    );
    
    dispatch_group_async(group, queue, ^
       
        [self request2];
 
    );
    
    dispatch_group_notify(group, queue, ^
        dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
        //在这里 进行请求后的方法，回到主线程
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^
            
            NSLog(@"更新UI");
            
        );
    );
    NSLog(@"11111");
    


- (void)request1
    AFHTTPSessionManager *manger=[[AFHTTPSessionManager alloc]init];
    manger.responseSerializer=[AFHTTPResponseSerializer serializer];
    [manger POST:@"https://www.baidu.com" parameters:nil success:^(NSURLSessionDataTask * _Nonnull task, id  _Nullable responseObject) 
        NSLog(@"请求成功1");
        dispatch_semaphore_signal(semaphore);
     failure:^(NSURLSessionDataTask * _Nullable task, NSError * _Nonnull error) 
         dispatch_semaphore_signal(semaphore);
    ];


- (void)request2
    AFHTTPSessionManager *manger=[[AFHTTPSessionManager alloc]init];
    manger.responseSerializer=[AFHTTPResponseSerializer serializer];
    [manger POST:@"https://www.baidu.com" parameters:nil success:^(NSURLSessionDataTask * _Nonnull task, id  _Nullable responseObject) 
        NSLog(@"请求成功2");
        dispatch_semaphore_signal(semaphore);
     failure:^(NSURLSessionDataTask * _Nullable task, NSError * _Nonnull error) 
         dispatch_semaphore_signal(semaphore);
    ];
   


或者这样
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event 
    
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
   
    // 创建全局并行
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    
    dispatch_group_async(group, queue, ^

        [self request1];

    );
    
    dispatch_group_async(group, queue, ^
       
        [self request2];
 
    );
    
    dispatch_group_notify(group, queue, ^

        //在这里 进行请求后的方法，回到主线程
        dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^
            
            NSLog(@"更新UI");
            
        );
    );
    NSLog(@"11111111");
    

- (void)request1
    // 创建信号量
    dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
    AFHTTPSessionManager *manger=[[AFHTTPSessionManager alloc]init];
    manger.responseSerializer=[AFHTTPResponseSerializer serializer];
    [manger POST:@"https://www.baidu.com" parameters:nil success:^(NSURLSessionDataTask * _Nonnull task, id  _Nullable responseObject) 
        NSLog(@"请求成功1");
         NSLog(@"%ld", dispatch_semaphore_signal(semaphore));
       ;
     failure:^(NSURLSessionDataTask * _Nullable task, NSError * _Nonnull error) 
         dispatch_semaphore_signal(semaphore);
        NSLog(@"%@",semaphore);
    ];
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);

- (void)request2
    // 创建信号量
    dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);

    AFHTTPSessionManager *manger=[[AFHTTPSessionManager alloc]init];
    manger.responseSerializer=[AFHTTPResponseSerializer serializer];
    [manger POST:@"https://www.baidu.com" parameters:nil success:^(NSURLSessionDataTask * _Nonnull task, id  _Nullable responseObject) 
        NSLog(@"请求成功2");
        dispatch_semaphore_signal(semaphore);
     failure:^(NSURLSessionDataTask * _Nullable task, NSError * _Nonnull error) 
         dispatch_semaphore_signal(semaphore);
    ];
     dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);

@end

以上是关于多线程加锁的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

多线程 加锁

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