在日常開發(fā)過程中账蓉，為了提升程序運行效率，以及用戶體驗逾一，我們經(jīng)常使用多線程铸本。在使用多線程的過程中，難免會遇到資源競爭問題遵堵。我們采用鎖的機(jī)制來確保線程安全箱玷。
線程安全
當(dāng)一個線程訪問數(shù)據(jù)的時候，其他的線程不能對其進(jìn)行訪問鄙早，直到該線程訪問完畢汪茧。即，同一時刻限番，對同一個數(shù)據(jù)操作的線程只有一個。只有確保了這樣呀舔，才能使數(shù)據(jù)不會被其他線程污染弥虐。而線程不安全，則是在同一時刻可以有多個線程對該數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問媚赖，從而得不到預(yù)期的結(jié)果霜瘪。
比如寫文件和讀文件，當(dāng)一個線程在寫文件的時候惧磺，理論上來說颖对，如果這個時候另一個線程來直接讀取的話，那么得到將是不可預(yù)期的結(jié)果磨隘。
為了線程安全缤底，我們可以使用鎖的機(jī)制來確保，同一時刻只有同一個線程來對同一個數(shù)據(jù)源進(jìn)行訪問番捂。在開發(fā)過程中我們通常使用以下幾種鎖个唧。
NSLock
NSRecursiveLock
NSCondition
NSConditionLock
pthread_mutex
pthread_rwlock
POSIX Conditions
OSSpinLock
os_unfair_lock
dispatch_semaphore
@synchronized
信號量
在多線程環(huán)境下用來確保代碼不會被并發(fā)調(diào)用。在進(jìn)入一段代碼前设预，必須獲得一個信號量徙歼，在結(jié)束代碼前，必須釋放該信號量鳖枕，其他想要想要執(zhí)行該代碼的線程必須等待直到前者釋放了該信號量魄梯。
以一個停車場的運作為例。簡單起見宾符，假設(shè)停車場只有三個車位酿秸，一開始三個車位都是空的。這時如果同時來了五輛車吸奴，看門人允許其中三輛直接進(jìn)入允扇，然后放下車攔缠局，剩下的車則必須在入口等待，此后來的車也都不得不在入口處等待考润。這時狭园，有一輛車離開停車場，看門人得知后糊治，打開車攔唱矛，放入外面的一輛進(jìn)去，如果又離開兩輛井辜，則又可以放入兩輛绎谦，如此往復(fù)。
在這個停車場系統(tǒng)中粥脚，車位是公共資源窃肠，每輛車好比一個線程，看門人起的就是信號量的作用刷允。
互斥鎖
一種用來防止多個線程同一時刻對共享資源進(jìn)行訪問的信號量冤留，它的原子性確保了如果一個線程鎖定了一個互斥量，將沒有其他線程在同一時間可以鎖定這個互斥量树灶。它的唯一性確保了只有它解鎖了這個互斥量纤怒，其他線程才可以對其進(jìn)行鎖定。當(dāng)一個線程鎖定一個資源的時候天通，其他對該資源進(jìn)行訪問的線程將會被掛起泊窘，直到該線程解鎖了互斥量，其他線程才會被喚醒像寒，進(jìn)一步才能鎖定該資源進(jìn)行操作烘豹。
優(yōu)點：能有效防止因多線程搶奪資源造成的數(shù)據(jù)安全問題；
缺點：需要消耗大量的CPU資源萝映；
NSLock
NSLock實現(xiàn)了最基本的互斥鎖吴叶，遵循了 NSLocking 協(xié)議，通過 lock 和 unlock 來進(jìn)行鎖定和解鎖序臂。其使用也非常簡單
由于是互斥鎖蚌卤，當(dāng)一個線程進(jìn)行訪問的時候，該線程獲得鎖奥秆，其他線程進(jìn)行訪問的時候逊彭，將被操作系統(tǒng)掛起，直到該線程釋放鎖构订，其他線程才能對其進(jìn)行訪問侮叮，從而卻確保了線程安全。但是如果連續(xù)鎖定兩次悼瘾，則會造成死鎖問題囊榜。那如果想在遞歸中使用鎖审胸，那要怎么辦呢，這就用到了 NSRecursiveLock 遞歸鎖卸勺。
NSRecursiveLock
遞歸鎖砂沛，顧名思義，可以被一個線程多次獲得曙求，而不會引起死鎖碍庵。它記錄了成功獲得鎖的次數(shù)，每一次成功的獲得鎖悟狱，必須有一個配套的釋放鎖和其對應(yīng)静浴，這樣才不會引起死鎖。只有當(dāng)所有的鎖被釋放之后挤渐，其他線程才可以獲得鎖
NSCondition
NSCondition 是一種特殊類型的鎖苹享，通過它可以實現(xiàn)不同線程的調(diào)度。一個線程被某一個條件所阻塞挣菲，直到另一個線程滿足該條件從而發(fā)送信號給該線程使得該線程可以正確的執(zhí)行富稻。比如說，你可以開啟一個線程下載圖片白胀，一個線程處理圖片。這樣的話抚岗，需要處理圖片的線程由于沒有圖片會阻塞或杠，當(dāng)下載線程下載完成之后，則滿足了需要處理圖片的線程的需求宣蔚，這樣可以給定一個信號向抢，讓處理圖片的線程恢復(fù)運行。
NSConditionLock
NSConditionLock 對象所定義的互斥鎖可以在使得在某個條件下進(jìn)行鎖定和解鎖胚委。它和 NSCondition 很像挟鸠，但實現(xiàn)方式是不同的。
當(dāng)兩個線程需要特定順序執(zhí)行的時候亩冬，例如生產(chǎn)者消費者模型艘希，則可以使用 NSConditionLock 。當(dāng)生產(chǎn)者執(zhí)行執(zhí)行的時候硅急，消費者可以通過特定的條件獲得鎖覆享，當(dāng)生產(chǎn)者完成執(zhí)行的時候，它將解鎖該鎖营袜，然后把鎖的條件設(shè)置成喚醒消費者線程的條件撒顿。鎖定和解鎖的調(diào)用可以隨意組合，lock 和 unlockWithCondition: 配合使用 lockWhenCondition: 和 unlock 配合使用荚板。
當(dāng)生產(chǎn)者釋放鎖的時候凤壁，把條件設(shè)置成了1吩屹。這樣消費者可以獲得該鎖，進(jìn)而執(zhí)行程序拧抖，如果消費者獲得鎖的條件和生產(chǎn)者釋放鎖時給定的條件不一致煤搜，則消費者永遠(yuǎn)無法獲得鎖，也不能執(zhí)行程序徙鱼。同樣宅楞，如果消費者釋放鎖給定的條件和生產(chǎn)者獲得鎖給定的條件不一致的話，則生產(chǎn)者也無法獲得鎖袱吆，程序也不能執(zhí)行厌衙。
pthread_mutex
POSIX 互斥鎖是一種超級易用的互斥鎖，使用的時候绞绒，只需要初始化一個 pthread_mutex_t 用 pthread_mutex_lock 來鎖定 pthread_mutex_unlock 來解鎖婶希，當(dāng)使用完成后，記得調(diào)用 pthread_mutex_destroy 來銷毀鎖蓬衡。
pthread_rwlock
讀寫鎖喻杈，在對文件進(jìn)行操作的時候，寫操作是排他的狰晚，一旦有多個線程對同一個文件進(jìn)行寫操作筒饰，后果不可估量，但讀是可以的壁晒，多個線程讀取時沒有問題的瓷们。
當(dāng)讀寫鎖被一個線程以讀模式占用的時候，寫操作的其他線程會被阻塞秒咐，讀操作的其他線程還可以繼續(xù)進(jìn)行谬晕。
當(dāng)讀寫鎖被一個線程以寫模式占用的時候，寫操作的其他線程會被阻塞携取，讀操作的其他線程也被阻塞攒钳。
POSIX Conditions
POSIX 條件鎖需要互斥鎖和條件兩項來實現(xiàn)，雖然看起來沒什么關(guān)系雷滋，但在運行時中不撑，互斥鎖將會與條件結(jié)合起來。線程將被一個互斥和條件結(jié)合的信號來喚醒惊豺。
首先初始化條件和互斥鎖燎孟，當(dāng) ready_to_go 為 flase 的時候，進(jìn)入循環(huán)尸昧，然后線程將會被掛起揩页，直到另一個線程將 ready_to_go 設(shè)置為 true 的時候，并且發(fā)送信號的時候，該線程會才被喚醒爆侣。
OSSpinLock
自旋鎖萍程，和互斥鎖類似，都是為了保證線程安全的鎖兔仰。但二者的區(qū)別是不一樣的茫负，對于互斥鎖，當(dāng)一個線程獲得這個鎖之后乎赴，其他想要獲得此鎖的線程將會被阻塞忍法，直到該鎖被釋放。但自選鎖不一樣榕吼，當(dāng)一個線程獲得鎖之后饿序，其他線程將會一直循環(huán)在哪里查看是否該鎖被釋放。所以羹蚣，此鎖比較適用于鎖的持有者保存時間較短的情況下原探。
然而，YYKit 作者 @ibireme 的文章也有說這個自旋鎖存在優(yōu)先級反轉(zhuǎn)問題顽素，具體文章可以戳 不再安全的 OSSpinLock咽弦。
os_unfair_lock
自旋鎖已經(jīng)不在安全，然后蘋果又整出來個 os_unfair_lock_t (╯‵□′)╯︵┻━┻
這個鎖解決了優(yōu)先級反轉(zhuǎn)問題胁出。
@synchronized
一個便捷的創(chuàng)建互斥鎖的方式型型，它做了其他互斥鎖所做的所有的事情。
如果你在不同的線程中傳過去的是一樣的標(biāo)識符全蝶，先獲得鎖的會鎖定代碼塊输莺，另一個線程將被阻塞，如果傳遞的是不同的標(biāo)識符裸诽，則不會造成線程阻塞。
總結(jié)
應(yīng)當(dāng)針對不同的操作使用不同的鎖型凳，而不能一概而論那種鎖的加鎖解鎖速度快丈冬。
當(dāng)進(jìn)行文件讀寫的時候，使用 pthread_rwlock 較好甘畅，文件讀寫通常會消耗大量資源埂蕊，而使用互斥鎖同時讀文件的時候會阻塞其他讀文件線程，而 pthread_rwlock 不會疏唾。
當(dāng)性能要求較高時候蓄氧，可以使用 pthread_mutex 或者 dispath_semaphore，由于 OSSpinLock 不能很好的保證線程安全槐脏，而在只有在 iOS10 中才有 os_unfair_lock 喉童，所以，前兩個是比較好的選擇顿天。既可以保證速度堂氯，又可以保證線程安全蔑担。
對于 NSLock 及其子類，速度來說 NSLock < NSCondition < NSRecursiveLock < NSConditionLock 咽白。
- (void)viewDidLoad
{
? ? ? ? ? [super viewDidLoad];
? ? ? ? ? NSLog(@"1");
? ? ? ? ? dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?NSLog(@"2");
? ? ? ? ? });
? ? ? ? ? NSLog(@"3");
} ? ?輸出 1 后 會造成死鎖啤握。
原因? dispatch_sync? 是同步線程執(zhí)行代碼 要阻塞當(dāng)前線程，如果當(dāng)前線程是主線程晶框，首先被阻塞排抬，然后執(zhí)行輸出，問題是代碼的參數(shù)是dispatch_get_main_queue() 它會獲取主線程然后在主線程執(zhí)行輸出 主線程本來就被阻塞 所以造成了互鎖授段。（如果當(dāng)前調(diào)用dispatch_sync的是主隊列的話會死鎖蹲蒲，否則不會。因為dispatch_sync會阻塞當(dāng)前線程等待block執(zhí)行完畢然后返回畴蒲，但是當(dāng)前的block加入到了當(dāng)前的隊列等待dispatch_sync的執(zhí)行完畢悠鞍，那么這么互相依賴顯然死鎖）
