一、iOS 中的執行緒同步方案 -> 加鎖

• OSSpinLock：自旋鎖
• os_unfair_lock
• pthread_mutex
• dispatch_semaphore
• dispatch_queue(DISPATCH_QUEUE_SERIAL)
• NSLock
• NSRecursiveLock
• NSCondition
• NSConditionLock
• @synchronized

二、OSSpinLock

1. 含義

• OSSpinLock叫做”自旋鎖”，等待鎖的執行緒會處於忙等（busy-wait）狀態，一直佔用著CPU資源
• 目前已經不再安全，可能會出現優先順序反轉問題
  • 如果等待鎖的執行緒優先順序較高，它會一直佔用著CPU資源，優先順序低的執行緒就無法釋放鎖
  • 需要匯入標頭檔案#import <libkern/OSAtomic.h>

2. 主要程式碼

三、 示例程式: 賣票

• 希望關鍵程式加鎖

沒加鎖程式碼：

/// 賣1張票
- (void)saleTicket {
    int oldTicketsCount = self.ticketsCount;
    sleep(.2);
    oldTicketsCount--;
    self.ticketsCount = oldTicketsCount;
    
    NSLog(@"還剩 %d 張票 -%@", oldTicketsCount, [NSThread currentThread]);
}

/// 賣票演示
- (void)ticketTest {
    self.ticketsCount = 15;
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        for (int i = 0 ; i < 3; i++) {
            [self saleTicket];
        }
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        for (int i = 0 ; i < 3; i++) {
            [self saleTicket];
        }
    });
    dispatch_async(queue, ^{
        for (int i = 0 ; i < 3; i++) {
            [self saleTicket];
        }
    });
}
 

加鎖程式碼： 加鎖： 別的執行緒無法再進行訪問 解鎖： 用完後，解除鎖定，讓其他執行緒可以訪問。 如果使用須匯入 #import <libkern/OSAtomic.h>

第一次加鎖：在 saleTicket 方法中 ，一開始就加鎖

/// 賣1張票
- (void)saleTicket {    
    // 加鎖 - 初始化 - iOS10 已經棄用
    OSSpinLock look = OS_SPINLOCK_INIT;
    // 加鎖, 因為要傳的是指標，所以傳入地址
    OSSpinLockLock(&look);
    
    // 原來程式碼
    int oldTicketsCount = self.ticketsCount;
    sleep(.2);
    oldTicketsCount--;
    self.ticketsCount = oldTicketsCount;    
    NSLog(@"還剩 %d 張票 -%@", oldTicketsCount, [NSThread currentThread]);
    
    // 解鎖
    OSSpinLockUnlock(&look);
}
 

執行結果：

• 可以看到，這樣的加鎖 ，跟沒有加一樣，票數還是錯誤的。
• 這是因為 OSSpinLock look = OS_SPINLOCK_INIT; 是區域性變數，每次進入到 saleTicket這個方法的時候，都會重新建立。
• 修改為：

@property(nonatomic,assign) OSSpinLock look;

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    // 加鎖 - 初始化 - iOS10 已經棄用
    _look = OS_SPINLOCK_INIT;
    
    [self ticketTest];
}

/// 賣1張票
- (void)saleTicket {
    // 加鎖, 因為要傳的是指標，所以傳入地址
    OSSpinLockLock(&_look);
    
    // 原來程式碼
    int oldTicketsCount = self.ticketsCount;
    sleep(.2);
    oldTicketsCount--;
    self.ticketsCount = oldTicketsCount;
    
    NSLog(@"還剩 %d 張票 -%@", oldTicketsCount, [NSThread currentThread]);
    
    // 解鎖
    OSSpinLockUnlock(&_look);
}

列印結果：

• 列印結果可以看到：剩餘票數正常

四、示例程式：存錢取錢 *沒有加鎖的 寫法

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    // 加鎖 - 初始化 - iOS10 已經棄用
    _look = OS_SPINLOCK_INIT;
    [self moneyTest];
}

/// 存錢，取錢演示
- (void)moneyTest {
    self.money = 50;
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        for (int i = 0 ; i < 5; i++) {
            [self saveMoney];
        }
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        for (int i = 0 ; i < 5; i++) {
            [self drawMoney];
        }
    });
}

/// 取錢
- (void)drawMoney {
    int oldMoney = self.money;
    sleep(.2);
    oldMoney -= 20;
    self.money = oldMoney;
    NSLog(@"取 20 ， 還剩 %d 元 - %@",oldMoney, [NSThread currentThread]);
}

/// 存錢
- (void)saveMoney {
    int oldMoney = self.money;
    sleep(.2);
    oldMoney += 50;
    self.money = oldMoney;
    NSLog(@"存 50 ， 還剩 %d 元 - %@",oldMoney, [NSThread currentThread]);
}

執行結果：沒有對的

• 應該如何加鎖？
  • 是 存錢一把鎖，取錢一把鎖
  • 還是 他們兩個共用一把鎖

思考： * 存錢取錢 是否能同時執行？ * 不能 * 這兩個操作在同一時間段只能執行一個 。 * 所以可以使用一把鎖 * 如果 鎖不一樣，意味著 同一時間段可以兩個一起執行。 * 只有大家共用一把鎖，才能保證同一時間段只能執行一個操作。

加鎖之後的 程式碼

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    // 加鎖 - 初始化 - iOS10 已經棄用
    _look = OS_SPINLOCK_INIT;
    [self moneyTest];
}

/// 存錢，取錢演示
- (void)moneyTest {
    self.money = 50;
    
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    
    dispatch_async(queue, ^{
        for (int i = 0 ; i < 5; i++) {
            [self saveMoney];
        }
    });
    
    dispatch_async(queue, ^{
        for (int i = 0 ; i < 5; i++) {
            [self drawMoney];
        }
    });
}

/// 取錢
- (void)drawMoney {
    
    OSSpinLockLock(&_look);
    int oldMoney = self.money;
    sleep(.2);
    oldMoney -= 20;
    self.money = oldMoney;
    NSLog(@"取 20 ， 還剩 %d 元 - %@",oldMoney, [NSThread currentThread]);
    
    // 解鎖
    OSSpinLockUnlock(&_look);
}

/// 存錢
- (void)saveMoney {
    
    OSSpinLockLock(&_look);
    int oldMoney = self.money;
    sleep(.2);
    oldMoney += 50;
    self.money = oldMoney;
    NSLog(@"存 50 ， 還剩 %d 元 - %@",oldMoney, [NSThread currentThread]);
    
    // 解鎖
    OSSpinLockUnlock(&_look);
}

五、存錢取錢 和 賣票

如果存錢取錢 和 賣票 使用同一把鎖，會出現什麼事情？

• 意味著，同一時間段，只能執行一個操作，要不存錢，要不取錢，要不 賣票
• 但沒有必要，效率會降低
• 因為 存錢取錢 和 賣票 不是一個事情，訪問的變數不一樣。賣票訪問的是 ticketsCount 變數。 存錢取錢 訪問的是 money 變數。兩個互不相干。
• 只有當多個執行緒訪問同一個變數（資源）時，才需要使用同一把鎖。