iOS中常见锁

pthread_mutex

POSIX threads(简称Pthreads)定义了一套跨平台的多线程常用API,线程同步在并行编程中非常重要的,其中最典型的应用就是用Pthreads提供的锁机制来对多个线程之间共享临界区进行保护。

Pthreads锁的常见用法;

pthread_mutexattr_t attr;  
pthread_mutexattr_init(&attr);  //初始化属性
pthread_mutexattr_settype(&attr, PTHREAD_MUTEX_NORMAL);  // 定义锁的属性,定义成常规锁
pthread_mutex_t mutex;  
pthread_mutex_init(&mutex, &attr) // 创建锁
pthread_mutex_lock(&mutex); // 申请锁  
    // 临界区代码
pthread_mutex_unlock(&mutex); // 释放锁 

从上面的代码中我们很容易就明白其用法这里不在详述,我们下面着重对锁的类型进行介绍。在方法pthread_mutexattr_settype中,我们将第二个参数设置为PTHREAD_MUTEX_NORMAL,这是将锁设置为普通锁,不做死锁检测。有可能造成死锁,实际上它还可以有其他几种类型。

  1. PTHREAD_MUTEX_NORMAL
    如果mutex的type被置为PTHREAD_MUTEX_NORMAL,则系统将不会为他提供死锁检测,尝试对已经加锁的mutex进行加锁操作的时候,将会造成死锁。如果一个线程试图解锁一个还没有加锁或者已经被解锁的mutex进行解锁操作的时候,会发生不可预测问题。
  2. PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK
    如果mutex的type被置为PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK,则系统将会为他提供错误检测。尝试对已经加锁的mutex进行加锁操作的时候会返回错误。如果一个线程试图解锁一个还没有加锁或者已经被解锁的mutex进行解锁操作的时候,也会返回错误。
  3. PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE(递归锁)
    如果mutex的type被置为PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE,mutex会维护一个加锁次数的变量。当一个线程第一次成功给mutex加锁后,加锁次数将被设置为1.线程每次对mutex加锁,加锁次数加1,每次解锁加锁次数减1,当加锁次数变为0时,其他线程就可以对mutex加锁了。如果一个线程试图解锁一个还没有加锁或者已经被解锁的mutex进行解锁操作的时候,会返回错误。
  4. PTHREAD_MUTEX_DEFAULT
    如果mutex的type被置为PTHREAD_MUTEX_DEFAULT,尝试递归的给mutex加锁会导致不可预知的错误,如果一个线程试图解锁一个还没有加锁或者已经被解锁的mutex进行解锁操作的时候也会返回不可预知的错误。

其中PTHREAD_MUTEX_NORMAL,PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK,PTHREAD_MUTEX_DEFAULT定义的是互斥锁,PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE定义的是递归锁。

一般情况下,一个线程只能申请一次锁,也只能在获得锁的情况下才能释放锁,多次申请锁或释放未获得的锁都会导致不可预知错误。假设在已经获得锁的情况下再次申请锁,线程会因为等待锁的释放而进入睡眠状态,因此就不可能再释放锁,从而导致死锁。

然而这种情况经常会发生,比如某个函数申请了锁,在临界区内又递归调用了自己,递归锁就可以解决这种问题。递归锁的简单实现可以看这里

自旋锁

自旋锁与互斥锁有点类似,只是自旋锁不会引起调用者睡眠,如果自旋锁已经被别的执行单元保持,调用者就一直循环在那里看是否该自旋锁的保持者已经释放了锁,"自旋"一词就是因此而得名。

从实现原理上来讲,Mutex属于sleep-waiting类型的锁。例如在一个双核的机器上有两个线程(线程A和线程B),它们分别运行在Core0和 Core1上。假设线程A想要通过
pthread_mutex_lock操作去得到一个临界区的锁,而此时这个锁正被线程B所持有,那么线程A就会被阻塞(blocking),Core0会在此时进行上下文切换(Context Switch)将线程A置于
等待队列中,此时Core0就可以运行其他的任务(例如另一个线程C)而不必进行忙等待。而Spin lock则不然,它属于busy-waiting类型的锁,如果线程A是使用pthread_spin_lock操作去请求锁,那么线程A就会一直在Core0上进行忙等待并不停的进行锁请求,直到得到这个锁为止。

因为自旋锁不会引起调用者睡眠,所以自旋锁的效率远高于互斥锁。虽然它的效率比互斥锁高,但是它也有些不足之处,自旋锁一直占用CPU,他在未获得锁的情况下,一直运行--自旋,所以占用着CPU,如果不能在很短的时间内获得锁,这无疑会使CPU效率降低。

自旋锁的简单实现逻辑可以查看这里

自旋锁

参考资料:
1.https://bestswifter.com/ios-lock/
2.https://www.cnblogs.com/zendu/p/5387596.html
3.http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/7908799/xsh/pthread_mutex_lock.html
4.http://blog.sina.com.cn/s/blog_7c6086150101a30y.html

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 203,271评论 5 476
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,275评论 2 380
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 150,151评论 0 336
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,550评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,553评论 5 365
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,559评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,924评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,580评论 0 257
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,826评论 1 297
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,578评论 2 320
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,661评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,363评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,940评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,926评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,156评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,872评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,391评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容

  • 锁是一种同步机制,用于多线程环境中对资源访问的限制iOS中常见锁的性能对比图(摘自:ibireme): iOS锁的...
    LiLS阅读 1,503评论 0 6
  • 转自(https://bestswifter.com/ios-lock/#) 深入理解 iOS 开发中的锁 摘要 ...
    犯色戒的和尚阅读 315评论 0 1
  • 在平时的开发中经常使用到多线程,在使用多线程的过程中,难免会遇到资源竞争的问题,那我们怎么来避免出现这种问题那? ...
    IAMCJ阅读 3,081评论 2 25
  • 线程安全是怎么产生的 常见比如线程内操作了一个线程外的非线程安全变量,这个时候一定要考虑线程安全和同步。 - (v...
    幽城88阅读 644评论 0 0
  • 对很多人来说,两点一线便是生活的全部。 曩时,上班狗们排队挤上公交车,我总是试图穿越拥挤的人墙,赢得一个靠窗的景观...
    赵忘川阅读 141评论 0 0