一、前言
前段时间看了几个开源项目，发现他们保持线程同步的方式各不相同，有@synchronized、NSLock、dispatch_semaphore、NSCondition、pthread_mutex、OSSpinLock。后来网上查了一下，发现他们的实现机制各不相同，性能也各不一样。不好意思，我们平常使用最多的@synchronized是性能最差的。下面我们先分别介绍每个加锁方式的使用，在使用一个案例来对他们进行性能对比。
二、介绍与使用
2.1、@synchronized
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NSObject *obj = [[NSObject alloc] init]; dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ @synchronized(obj) { NSLog(@"需要线程同步的操作1 开始"); sleep(3); NSLog(@"需要线程同步的操作1 结束"); } }); dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ sleep(1); @synchronized(obj) { NSLog(@"需要线程同步的操作2"); } }); |
@synchronized(obj)指令使用的obj为该锁的唯一标识，只有当标识相同时，才为满足互斥，如果线程2中的@synchronized(obj)改为@synchronized(self),刚线程2就不会被阻塞，@synchronized指令实现锁的优点就是我们不需要在代码中显式的创建锁对象，便可以实现锁的机制，但作为一种预防措施，@synchronized块会隐式的添加一个异常处理例程来保护代码，该处理例程会在异常抛出的时候自动的释放互斥锁。所以如果不想让隐式的异常处理例程带来额外的开销，你可以考虑使用锁对象。
上面结果的执行结果为：
2016-06-29 20:48:35.747 SafeMultiThread[35945:580107] 需要线程同步的操作1 开始
2016-06-29 20:48:38.748 SafeMultiThread[35945:580107] 需要线程同步的操作1 结束
2016-06-29 20:48:38.749 SafeMultiThread[35945:580118] 需要线程同步的操作2
2.2、dispatch_semaphore
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dispatch_semaphore_t signal = dispatch_semaphore_create(1); dispatch_time_t overTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 3 * NSEC_PER_SEC); dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ dispatch_semaphore_wait(signal, overTime); NSLog(@"需要线程同步的操作1 开始"); sleep(2); NSLog(@"需要线程同步的操作1 结束"); dispatch_semaphore_signal(signal); }); dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ sleep(1); dispatch_semaphore_wait(signal, overTime); NSLog(@"需要线程同步的操作2"); dispatch_semaphore_signal(signal); }); |
dispatch_semaphore是GCD用来同步的一种方式，与他相关的共有三个函数，分别是dispatch_semaphore_create，dispatch_semaphore_signal，dispatch_semaphore_wait。
（1）dispatch_semaphore_create的声明为：
dispatch_semaphore_t dispatch_semaphore_create(long value);
传入的参数为long，输出一个dispatch_semaphore_t类型且值为value的信号量。
值得注意的是，这里的传入的参数value必须大于或等于0，否则dispatch_semaphore_create会返回NULL。
（2）dispatch_semaphore_signal的声明为：
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；
(3) dispatch_semaphore_wait的声明为：
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；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。
dispatch_semaphore 是信号量，但当信号总量设为 1 时也可以当作锁来。在没有等待情况出现时，它的性能比 pthread_mutex 还要高，但一旦有等待情况出现时，性能就会下降许多。相对于 OSSpinLock 来说，它的优势在于等待时不会消耗 CPU 资源。
如上的代码，如果超时时间overTime设置成>2，可完成同步操作。如果overTime
上面代码的执行结果为：
2016-06-29 20:47:52.324 SafeMultiThread[35945:579032] 需要线程同步的操作1 开始
2016-06-29 20:47:55.325 SafeMultiThread[35945:579032] 需要线程同步的操作1 结束
2016-06-29 20:47:55.326 SafeMultiThread[35945:579033] 需要线程同步的操作2
如果把超时时间设置为
2016-06-30 18:53:24.049 SafeMultiThread[30834:434334] 需要线程同步的操作1 开始
2016-06-30 18:53:25.554 SafeMultiThread[30834:434332] 需要线程同步的操作2
2016-06-30 18:53:26.054 SafeMultiThread[30834:434334] 需要线程同步的操作1 结束
2.3、NSLock
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NSLock *lock = [[NSLock alloc] init]; dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ //[lock lock]; [lock lockBeforeDate:[NSDate date]]; NSLog(@"需要线程同步的操作1 开始"); sleep(2); NSLog(@"需要线程同步的操作1 结束"); [lock unlock]; }); dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{ sleep(1); if ([lock tryLock]) {//尝试获取锁，如果获取不到返回NO，不会阻塞该线程 NSLog(@"锁可用的操作"); [lock unlock]; }elsecrayon-striped-line" id="crayon-5812d05967d31396011410-16"> [lock unlock]; }else每个加锁方式的使用，在使用一个案例来对他们进行性能对比。
二、介绍与使用2.1、@synchronized
@synchronized(obj)指令使用的obj为该锁的唯一标识，只有当标识相同时，才为满足互斥，如果线程2中的@synchronized(obj)改为@synchronized(self),刚线程2就不会被阻塞，@synchronized指令实现锁的优点就是我们不需要在代码中显式的创建锁对象，便可以实现锁的机制，但作为一种预防措施，@synchronized块会隐式的添加一个异常处理例程来保护代码，该处理例程会在异常抛出的时候自动的释放互斥锁。所以如果不想让隐式的异常处理例程带来额外的开销，你可以考虑使用锁对象。 上面结果的执行结果为： 2016-06-29 20:48:35.747 SafeMultiThread[35945:580107] 需要线程同步的操作1 开始 2.2、dispatch_semaphore
dispatch_semaphore是GCD用来同步的一种方式，与他相关的共有三个函数，分别是dispatch_semaphore_create，dispatch_semaphore_signal，dispatch_semaphore_wait。 （1）dispatch_semaphore_create的声明为： dispatch_semaphore_t dispatch_semaphore_create(long value); 传入的参数为long，输出一个dispatch_semaphore_t类型且值为value的信号量。 值得注意的是，这里的传入的参数value必须大于或等于0，否则dispatch_semaphore_create会返回NULL。 （2）dispatch_semaphore_signal的声明为： 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； (3) dispatch_semaphore_wait的声明为： 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；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。 dispatch_semaphore 是信号量，但当信号总量设为 1 时也可以当作锁来。在没有等待情况出现时，它的性能比 pthread_mutex 还要高，但一旦有等待情况出现时，性能就会下降许多。相对于 OSSpinLock 来说，它的优势在于等待时不会消耗 CPU 资源。 如上的代码，如果超时时间overTime设置成>2，可完成同步操作。如果overTime 上面代码的执行结果为： 2016-06-29 20:47:52.324 SafeMultiThread[35945:579032] 需要线程同步的操作1 开始 如果把超时时间设置为 2016-06-30 18:53:24.049 SafeMultiThread[30834:434334] 需要线程同步的操作1 开始 2.3、NSLock
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