iOS多線程編程：線程同步總結 NSCondtion

1：原子操做 - OSAtomic系列函數

iOS平臺下的原子操做函數都以OSAtomic開頭，使用時須要包含頭文件<libkern/OSBase.h>。不一樣線程若是經過原子操做函數對同一變量進行操做，能夠保證一個線程的操做不會影響到其餘線程內對此變量的操做，由於這些操做都是原子式的。由於原子操做只能對內置類型進行操做，因此原子操做可以同步的線程只能位於同一個進程的地址空間內。

2：鎖 - NSLock系列對象

iOS平臺下的鎖對象爲NSLock對象，進入鎖經過調用lock函數，解鎖調用unlock函數（由於iOS中大部分的線程同步類都繼承自NSLocking協議，因此其加鎖/解鎖的操做基本都爲lock/unlock函數），同一個NSLock對象成功調用lock函數後，在其顯式unlock以前任何線程都不能再對此NSLock對象加鎖，以達到互斥訪問的目的。除了lock函數，對NSLock加鎖的函數還包括tryLock以及lockBeforeDate函數，lock函數在成功加鎖之間會一直阻塞，而tryLock會嘗試加鎖，若是不成功，不會阻塞，而是直接返回NO，lockBeforeDate則是阻塞到傳入的NSDate日期爲止。

除了NSLock，iOS還提供了NSRecursive、NSConditionLock類型的鎖類型。NSRecursive與NSLock最大的區別就是NSRecursive是可重入的，也就是說一個線程能夠對一個NSRecursive對象屢次調用lock，只要解鎖時調用相同次數的unlock函數即可。NSConditionLock是一種帶有條件的鎖對象，除了基本的lock與unlock函數，還提供了lockWithCondition以及unlockWithCondition，這兩個函數接收整型類型的數據做爲參數，只有當一個unlockWithCondition對象被調用時，對應的lockWithCondition纔會正常返回。這種機制在需幾多個線程順序化的完成某個任務時比較有用，例程以下：

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1. //線程A  

2. id condLock = [[NSConditionLock alloc] initWithCondition:NO_DATA];  

3.    

4. while(true)  

5. {  

6.     [condLock lock];  

7.     /* Add data to the queue. */  

8.     [condLock unlockWithCondition:HAS_DATA];  

9. }  

[plain] view plaincopy

1. //線程B  

2. while (true)  

3. {  

4.     [condLock lockWhenCondition:HAS_DATA];  

5.     /* Remove data from the queue. */  

6.     [condLock unlockWithCondition:(isEmpty ? NO_DATA : HAS_DATA)];  

7.    

8.     // Process the data locally.  

9. }  

除了顯示的生成NSLock系列對象，還能夠經過將代碼放到@synchronized內來達到同步的目的，一段放入其內的代碼，不一樣的線程是不能重入的例如：

[plain] view plaincopy

1. - (void)myMethod:(id)anObj  

2. {  

3.     @synchronized(anObj)  

4.     {  

5.         //此處代碼在同一時刻只能有一個線程執行.  

6.     }  

7. }  

NSLock系列對象都是能夠具名的，也就是說，這些對象能夠用於不一樣進程內部的線程的同步。

3：事件 - NSCondtion

NSConditon類型提供了wait與signal函數，分別表明了等待事件的操做以及觸發事件的操做。除了wait函數，NSCondition還提供了waitUntilDate函數，其功能與NSLock中的lockBeforeDate大體相同，簡要來講就是提供了一個帶超時的wait函數。

雖然NSCondition與Windows環境下Event類型所完成的功能大體相似，但對一個熟悉Event類型的開發人員來講，NSConditon的行爲會有點奇怪：

第一點：由於遵循NSLocking協議，因此NSCondition在觸發與等待過程的先後要分別調用lock與unlock函數，前面提到過，當一個遵循NSLocking協議的對象調用lock後，其餘的對此對象的lock調用都會阻塞。那麼，若是兩個線程A和B，A要觸發事件，B接收事件，B線程在調用lock後，經過調用wait函數進入等待事件觸發的狀態，那麼，A線程豈不是再也沒有機會對這個事件進行觸發了（由於此對象已經被B線程lock）？祕密就在於wait函數的調用，其實，在wait函數內部悄悄的調用了unlock函數，也就是說在調用wati函數後，這個NSCondition對象就處於了無鎖的狀態，這樣A線程就能夠對此對象加鎖並觸發該NSCondition對象。當一個事件被其餘線程觸發時，在wait函數內部獲得此事件被觸發的通知，而後對此事件從新調用lock函數，而後函數返回，而在函數外部，看起來好像接收事件的線程歷來沒有放開NSCondition對象的全部權，B線程直接由阻塞狀態進入了觸發狀態。

第二點：當有多個線程進入阻塞狀態，等待同一個AutoReset的Event對象被觸發時，在Windows環境下喚醒哪個線程是沒有固定的順序的，也就是說操做系統對喚醒哪個線程不會提供任何的保證。而在iOS平臺上，通過筆者測試，其被觸發的順序與，而且只與調用wait函數的順序相關，與其餘（好比線程優先級）條件沒有關係。這一點在開發時須要進行額外的考慮。

第三點：wait函數並非徹底可信的。這一點比較讓人蛋疼，也就是說wait返回後，並不表明對應的事件必定被觸發了，所以，爲了保證線程之間的同步關係，使用NSCondtion時每每須要加入一個額外的變量來對非正常的wait返回進行規避。具體示例代碼以下：

[plain] view plaincopy

1. //等待事件觸發的線程  

2. [cocoaCondition lock];  

3. while (timeToDoWork <= 0)  

4.     [cocoaCondition wait];  

5.    

6. timeToDoWork--;  

7.    

8. // Do real work here.  

9.    

10. [cocoaCondition unlock];  

11.   

12. //出發事件的線程  

13. [cocoaCondition lock];  

14. timeToDoWork++;  

15. [cocoaCondition signal];  

16. [cocoaCondition unlock];  

這個timeToDoWork就是那個額外須要的變量，在NSCondition的使用中，這個變量是必不可少的。

NSConditon對象也是具名的，也就是說，其可於不一樣進程內部的線程同步。

相較於Windows平臺下提供的豐富的線程同步機制，iOS下的線程同步機制稍顯單薄，但也正是這種簡潔簡化了其使用。