OS中atomic的實現解析

OS中atomic的實現解析

轉自：http://my.oschina.net/majiage/blog/267409 

 

摘要 atomic屬性線程安全，會增長必定開銷，但有些時候必須自定義atomic。這時候，咱們就須要知道atomic的實現原理及方法了。這篇文章主要就是講解自定義atomic的實現。

 

目錄[-]

• atomic原子性與non-atomic非原子性
• atomic實現：
• Runtime方法

atomic原子性與non-atomic非原子性

iOS中有兩個屬性non-atomic和atomic，前者是非原子性的（線程不安全），後者是原子性的（線程安全），通常狀況下不會去重寫它們，但某些時候確實有重寫的需求。

那些int、float之類的類型，你重寫想出錯都很難。可是強引用類型（retain）就須要注意了。

簡單的說一下非原子性的nonatomic實現，方式以下：

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- ( void )setCurrentImage:(UIImage *)currentImage {      if  (_currentImage != currentImage) {          [_currentImage release];          _currentImage = [currentImage retain];                        // do something      } } - (UIImage *)currentImage {      return  _currentImage; }

 

 

atomic實現：

關於atomic的實現最開始的方式以下：

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- ( void )setCurrentImage:(UIImage *)currentImage {      @synchronized(self) {      if  (_currentImage != currentImage) {          [_currentImage release];          _currentImage = [currentImage retain];                            // do something          }      } }   - (UIImage *)currentImage {      @synchronized(self) {          return  _currentImage;      } }

 

具體講就是retain的同步版本，原本覺得沒問題，但在用GCD重繪currentImage的過程當中，有時候currentImage切換太頻繁。在完成以前就把以前的currentImage釋放了，程序仍然會崩潰。還須要在resize過程當中增長retain和release操做，代碼以下：

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- (UIImage *)resizedImage:(CGSize)newSize interpolationQuality:(CGInterpolationQuality)quality {      // For multithreading      [self retain];                BOOL  drawTransposed;      CGAffineTransform transform = CGAffineTransformIdentity;                // In iOS 5 the image is already correctly rotated. See Eran Sandler's      // addition here: http://eran.sandler.co.il/2011/11/07/uiimage-in-ios-5-orientation-and-resize/                if ([[[UIDevice currentDevice]systemVersion]floatValue] >= 5.0) {          drawTransposed = NO;      }  else  {      switch (self.imageOrientation) {          case  UIImageOrientationLeft:          case  UIImageOrientationLeftMirrored:          case  UIImageOrientationRight:          case  UIImageOrientationRightMirrored:              drawTransposed = YES;              break ;          default :              drawTransposed = NO;      }                    transform = [self transformForOrientation:newSize];      }      transform = [self transformForOrientation:newSize];                UIImage *image = [self resizedImage:newSize transform:transform drawTransposed:drawTransposed interpolationQuality:quality];      [self release];      return  image; }

 

原始版本的resize函數以下：

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- (UIImage *)resizedImage:(CGSize)newSize interpolationQuality:(CGInterpolationQuality)quality {      BOOL  drawTransposed;      CGAffineTransform transform = CGAffineTransformIdentity;               // In iOS 5 the image is already correctly rotated. See Eran Sandler's      // addition here: http://eran.sandler.co.il/2011/11/07/uiimage-in-ios-5-orientation-and-resize/                if ([[[UIDevice currentDevice]systemVersion]floatValue] >= 5.0) {          drawTransposed = NO;      }  else  {          switch (self.imageOrientation) {          case  UIImageOrientationLeft:          case  UIImageOrientationLeftMirrored:          case  UIImageOrientationRight:          case  UIImageOrientationRightMirrored:              drawTransposed = YES;              break ;          default :              drawTransposed = NO;          }                    transform = [self transformForOrientation:newSize];      }      transform = [self transformForOrientation:newSize];                return  [self resizedImage:newSize transform:transform drawTransposed:drawTransposed interpolationQuality:quality]; }

 

可是以前在沒有重寫getter以前，用atomic的getter程序不會崩潰。因而我就想如今的getter和atomic本身實現的getter確定有區別。

最後，答案出現：在getter的return以前retain，再autorelease一次就能夠了。getter函數就變成了這樣：

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- (UIImage *)currentImage {      @synchronized(self) {          UIImage *image = [_currentImage retain];          return  [image autorelease];      } }

 

這樣能夠確保currentImage在調用過程當中不會由於currentImage被釋放或者改變，使它的retainCount次數變爲0，再在調用時讓程序直接崩潰。

 

Runtime方法

在Memory and thread-safe custom property methods這篇文章中還提到了一種Objective-C的runtime解決方案。

Objective-C的runtime中實現瞭如下函數：

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id <strong>objc_getProperty</strong>(id self, SEL _cmd,  ptrdiff_t  offset,  BOOL  atomic); void  <strong>objc_setProperty</strong>(id self, SEL _cmd,  ptrdiff_t  offset, id newValue,  BOOL  atomic,  BOOL  shouldCopy); void  <strong>objc_copyStruct</strong>( void  *dest,  const  void  *src,  ptrdiff_t  size,  BOOL  atomic,  BOOL  hasStrong);

 

 

這幾個函數被實現了，但沒有被聲名。若是要使用他們，必須本身聲名。它們比用@synchronized實現的要快。由於它的實現方式與通常狀況不一樣，靜態變量只在接收併發時纔會鎖住。

聲名方式：

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#define <strong>AtomicRetainedSetToFrom</strong>(dest, source) \          objc_setProperty(self, _cmd, ( ptrdiff_t )(&dest) - ( ptrdiff_t )(self), source, YES, NO) #define <strong>AtomicCopiedSetToFrom</strong>(dest, source) \          objc_setProperty(self, _cmd, ( ptrdiff_t )(&dest) - ( ptrdiff_t )(self), source, YES, YES) #define <strong>AtomicAutoreleasedGet</strong>(source) \          objc_getProperty(self, _cmd, ( ptrdiff_t )(&source) - ( ptrdiff_t )(self), YES) #define <strong>AtomicStructToFrom</strong>(dest, source) \          objc_copyStruct(&dest, &source,  sizeof (__typeof__(source)), YES, NO)

 

用這些宏定義，上面something的copy getter和setter方法將變成這樣：

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- (NSString *)someString {      return  AtomicAutoreleasedGet(someString); } - ( void )setSomeString:(NSString *)aString {      AtomicCopiedSetToFrom(someString, aString); }

 

someRect存取方法將變成這樣：

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- (NSRect)someRect {      NSRect result;      AtomicStructToFrom(result, someRect);      return  result; } - ( void )setSomeRect:(NSRect)aRect {      AtomicStructToFrom(someRect, aRect); }