一递瑰、前言

前段時間看了幾個開源項目爹谭，發(fā)現他們保持線程同步的方式各不相同枷邪，有@synchronized、NSLock诺凡、dispatch_semaphore东揣、NSCondition践惑、pthread_mutex、OSSpinLock嘶卧。后來網上查了一下尔觉，發(fā)現他們的實現機制各不相同，性能也各不一樣脸候。不好意思穷娱，我們平常使用最多的@synchronized是性能最差的。下面我們先分別介紹每個加鎖方式的使用运沦，在使用一個案例來對他們進行性能對比泵额。

二、介紹與使

@synchronized(obj)指令使用的obj為該鎖的唯一標識携添，只有當標識相同時嫁盲，才為滿足互斥，如果線程2中的@synchronized(obj)改為@synchronized(self),剛線程2就不會被阻塞烈掠，@synchronized指令實現鎖的優(yōu)點就是我們不需要在代碼中顯式的創(chuàng)建鎖對象羞秤，便可以實現鎖的機制，但作為一種預防措施左敌，@synchronized塊會隱式的添加一個異常處理例程來保護代碼扩灯，該處理例程會在異常拋出的時候自動的釋放互斥鎖瓦宜。所以如果不想讓隱式的異常處理例程帶來額外的開銷辫诅，你可以考慮使用鎖對象转质。

上面結果的執(zhí)行結果為：

dispatch_semaphore是GCD用來同步的一種方式，與他相關的共有三個函數叼风，分別是dispatch_semaphore_create取董，dispatch_semaphore_signal，dispatch_semaphore_wait无宿。

（1）dispatch_semaphore_create的聲明為：

dispatch_semaphore_t dispatch_semaphore_create(long value);

傳入的參數為long茵汰，輸出一個dispatch_semaphore_t類型且值為value的信號量。

值得注意的是孽鸡，這里的傳入的參數value必須大于或等于0蹂午，否則dispatch_semaphore_create會返回NULL。

（2）dispatch_semaphore_signal的聲明為：

long dispatch_semaphore_signal(dispatch_semaphore_t dsema);

這個函數會使傳入的信號量dsema的值加1彬碱；

(3) dispatch_semaphore_wait的聲明為：

long dispatch_semaphore_wait(dispatch_semaphore_t dsema, dispatch_time_t timeout);

這個函數會使傳入的信號量dsema的值減1画侣；這個函數的作用是這樣的，如果dsema信號量的值大于0堡妒，該函數所處線程就繼續(xù)執(zhí)行下面的語句，并且將信號量的值減1溉卓；如果desema的值為0皮迟，那么這個函數就阻塞當前線程等待timeout（注意timeout的類型為dispatch_time_t搬泥，不能直接傳入整形或float型數），如果等待的期間desema的值被dispatch_semaphore_signal函數加1了伏尼，且該函數（即dispatch_semaphore_wait）所處線程獲得了信號量忿檩，那么就繼續(xù)向下執(zhí)行并將信號量減1。如果等待期間沒有獲取到信號量或者信號量的值一直為0爆阶，那么等到timeout時燥透，其所處線程自動執(zhí)行其后語句。

dispatch_semaphore 是信號量辨图，但當信號總量設為 1 時也可以當作鎖來班套。在沒有等待情況出現時，它的性能比 pthread_mutex 還要高故河，但一旦有等待情況出現時吱韭，性能就會下降許多。相對于 OSSpinLock 來說鱼的，它的優(yōu)勢在于等待時不會消耗 CPU 資源理盆。

如上的代碼，如果超時時間overTime設置成>2凑阶，可完成同步操作猿规。如果overTime<2的話，在線程1還沒有執(zhí)行完成的情況下宙橱，此時超時了姨俩，將自動執(zhí)行下面的代碼

2.3、NSLock

NSLock是Cocoa提供給我們最基本的鎖對象养匈，這也是我們經常所使用的哼勇，除lock和unlock方法外，NSLock還提供了tryLock和lockBeforeDate:兩個方法呕乎，前一個方法會嘗試加鎖积担，如果鎖不可用(已經被鎖住)，剛并不會阻塞線程猬仁，并返回NO帝璧。lockBeforeDate:方法會在所指定Date之前嘗試加鎖，如果在指定時間之前都不能加鎖湿刽，則返回NO的烁。

上面代碼的執(zhí)行結果為：

NSRecursiveLock實際上定義的是一個遞歸鎖，這個鎖可以被同一線程多次請求诈闺，而不會引起死鎖渴庆。這主要是用在循環(huán)或遞歸操作中。

這段代碼是一個典型的死鎖情況。在我們的線程中襟雷，RecursiveMethod是遞歸調用的刃滓。所以每次進入這個block時，都會去加一次鎖耸弄，而從第二次開始咧虎，由于鎖已經被使用了且沒有解鎖，所以它需要等待鎖被解除计呈，這樣就導致了死鎖砰诵，線程被阻塞住了。調試器中會輸出如下信息：

在這種情況下捌显，我們就可以使用NSRecursiveLock茁彭。它可以允許同一線程多次加鎖，而不會造成死鎖苇瓣。遞歸鎖會跟蹤它被lock的次數尉间。每次成功的lock都必須平衡調用unlock操作。只有所有達到這種平衡击罪，鎖最后才能被釋放哲嘲，以供其它線程使用。

如果我們將NSLock代替為NSRecursiveLock媳禁，上面代碼則會正確執(zhí)行

當我們在使用多線程的時候眠副，有時一把只會lock和unlock的鎖未必就能完全滿足我們的使用。因為普通的鎖只能關心鎖與不鎖竣稽，而不在乎用什么鑰匙才能開鎖囱怕，而我們在處理資源共享的時候，多數情況是只有滿足一定條件的情況下才能打開這把鎖：

在線程1中的加鎖使用了lock毫别，所以是不需要條件的娃弓，所以順利的就鎖住了，但在unlock的使用了一個整型的條件岛宦，它可以開啟其它線程中正在等待這把鑰匙的臨界地台丛，而線程2則需要一把被標識為2的鑰匙，所以當線程1循環(huán)到最后一次的時候砾肺，才最終打開了線程2中的阻塞挽霉。但即便如此，NSConditionLock也跟其它的鎖一樣变汪，是需要lock與unlock對應的侠坎，只是lock,lockWhenCondition:與unlock，unlockWithCondition:是可以隨意組合的裙盾，當然這是與你的需求相關的实胸。

上面代碼執(zhí)行結果如下：

一種最基本的條件鎖他嫡。手動控制線程wait和signal。

[condition lock];一般用于多線程同時訪問庐完、修改同一個數據源涮瞻，保證在同一時間內數據源只被訪問、修改一次假褪，其他線程的命令需要在lock 外等待，只到unlock 近顷，才可訪問

[condition unlock];與lock 同時使用

[condition wait];讓當前線程處于等待狀態(tài)

[condition signal];CPU發(fā)信號告訴線程不用在等待生音，可以繼續(xù)執(zhí)行

上面代碼執(zhí)行結果如下：

c語言定義下多線程加鎖方式。

1：pthread_mutex_init(pthread_mutex_t mutex,const pthread_mutexattr_t attr);

初始化鎖變量mutex窒升。attr為鎖屬性缀遍，NULL值為默認屬性。

2：pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t mutex);加鎖

3：pthread_mutex_tylock(*pthread_mutex_t *mutex);加鎖饱须，但是與2不一樣的是當鎖已經在使用的時候域醇，返回為EBUSY，而不是掛起等待蓉媳。

4：pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);釋放鎖

5：pthread_mutex_destroy(pthread_mutex_t* mutex);使用完后釋放

代碼執(zhí)行操作結果如下：

這是pthread_mutex為了防止在遞歸的情況下出現死鎖而出現的遞歸鎖譬挚。作用和NSRecursiveLock遞歸鎖類似。

如果使用pthread_mutex_init(&theLock, NULL);初始化鎖的話酪呻，上面的代碼會出現死鎖現象减宣。如果使用遞歸鎖的形式，則沒有問題玩荠。

2.9漆腌、OSSpinLock

OSSpinLock 自旋鎖，性能最高的鎖阶冈。原理很簡單闷尿，就是一直 do while 忙等。它的缺點是當等待時會消耗大量 CPU 資源女坑，所以它不適用于較長時間的任務填具。 不過最近YY大神在自己的博客不再安全的 OSSpinLock中說明了OSSpinLock已經不再安全，請大家謹慎使用堂飞。

三灌旧、性能對比

對以上各個鎖進行1000000此的加鎖解鎖的空操作時間如下：

總的來說：

OSSpinLock和dispatch_semaphore的效率遠遠高于其他。

@synchronized和NSConditionLock效率較差绰筛。

鑒于OSSpinLock的不安全枢泰，所以我們在開發(fā)中如果考慮性能的話，建議使用dispatch_semaphore铝噩。

如果不考慮性能衡蚂，只是圖個方便的話，那就使用@synchronized。