iOS开发中多线程的安全隐患总结

 更新时间:2019年07月04日 14:34:50   作者:AS—1ss   我要评论

在本篇文章中小编给大家整理了关于iOS开发中多线程的安全隐患的知识点,需要的朋友们学习参考下。

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>

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

pthread_mutex–递归锁

pthread_mutex–条件

4、NSLock

NSLock是对mutex普通锁的封装

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

7、NSConditionLock

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

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

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

10、@synchronized

@synchronized是对mutex递归锁的封装

源码查看:objc4中的objc-sync.mm文件(苹果源码官方地址)

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

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

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

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