iOS開發(fā)中多線程的安全隱患有哪些

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資源共享

1塊資源可能會(huì)被多個(gè)線程共享，也就是多個(gè)線程可能會(huì)訪問同一塊資源

比如多個(gè)線程訪問同一個(gè)對(duì)象、同一個(gè)變量、同一個(gè)文件

當(dāng)多個(gè)線程訪問同一塊資源時(shí)，很容易引發(fā)數(shù)據(jù)錯(cuò)亂和數(shù)據(jù)安全問題

一、解決方案

解決方案：使用線程同步技術(shù)（同步，就是協(xié)同步調(diào)，按預(yù)定的先后次序進(jìn)行）

常見的線程同步技術(shù)是：加鎖

1、OSSpinLock

OSSpinLock叫做”自旋鎖”，等待鎖的線程會(huì)處于忙等（busy-wait）狀態(tài)，一直占用著CPU資源

目前已經(jīng)不再安全，可能會(huì)出現(xiàn)優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)問題

如果等待鎖的線程優(yōu)先級(jí)較高，它會(huì)一直占用著CPU資源，優(yōu)先級(jí)低的線程就無法釋放鎖

需要導(dǎo)入頭文件#import<libkern/OSAtomic.h>

2、os_unfair_lock

os_unfair_lock用于取代不安全的OSSpinLock，從iOS10開始才支持

從底層調(diào)用看，等待os_unfair_lock鎖的線程會(huì)處于休眠狀態(tài)，并非忙等

需要導(dǎo)入頭文件#import<os/lock.h>

3、pthread_mutex

mutex叫做”互斥鎖”，等待鎖的線程會(huì)處于休眠狀態(tài)

需要導(dǎo)入頭文件#import<pthread.h>

pthread_mutex–普通鎖

pthread_mutex–遞歸鎖

pthread_mutex–條件

4、NSLock

NSLock是對(duì)mutex普通鎖的封裝

5、NSRecursiveLock

NSRecursiveLock也是對(duì)mutex遞歸鎖的封裝，API跟NSLock基本一致

6、NSCondition

NSCondition是對(duì)mutex和cond的封裝

7、NSConditionLock

NSConditionLock是對(duì)NSCondition的進(jìn)一步封裝，可以設(shè)置具體的條件值

8、dispatch_semaphore

semaphore叫做”信號(hào)量”

信號(hào)量的初始值，可以用來控制線程并發(fā)訪問的最大數(shù)量

信號(hào)量的初始值為1，代表同時(shí)只允許1條線程訪問資源，保證線程同步

9、dispatch_queue(DISPATCH_QUEUE_SERIAL)

直接使用GCD的串行隊(duì)列，也是可以實(shí)現(xiàn)線程同步的

10、@synchronized

@synchronized是對(duì)mutex遞歸鎖的封裝

源碼查看：objc4中的objc-sync.mm文件(蘋果源碼官方地址)

@synchronized(obj)內(nèi)部會(huì)生成obj對(duì)應(yīng)的遞歸鎖，然后進(jìn)行加鎖、解鎖操作

二、iOS線程同步方案性能比較

原則：

普通鎖比遞歸鎖性能好

語言越高級(jí)，封裝的邏輯越多，性能也就越差（所有語言都如此）　

實(shí)際測(cè)試

性能從高到低排序

os_unfair_lock // 缺點(diǎn)：iOS10才支持

OSSpinLock　　// 缺點(diǎn)：可能出現(xiàn)優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn) 已經(jīng)不再安全 蘋果也不推薦使用

dispatch_semaphore // 推薦使用

pthread_mutex　　// 優(yōu)點(diǎn)：跨平臺(tái) 互斥鎖（普通鎖） 推薦使用

dispatch_queue(DISPATCH_QUEUE_SERIAL)　// c

NSLock 　　// oc

NSCondition　　 // oc

pthread_mutex(recursive) // 遞歸鎖

NSRecursiveLock　　// oc

NSConditionLock // oc

@synchronized // 遞歸鎖 oc

三、自旋鎖、互斥鎖 選擇

自旋鎖：等待狀態(tài)處于忙等

互斥鎖：等待狀態(tài)處于休眠

1、什么情況使用自旋鎖比較劃算？

預(yù)計(jì)線程等待鎖的時(shí)間很短

加鎖的代碼（臨界區(qū)）經(jīng)常被調(diào)用，但競(jìng)爭(zhēng)情況很少發(fā)生

CPU資源不緊張

多核處理器

2、什么情況使用互斥鎖比較劃算？

預(yù)計(jì)線程等待鎖的時(shí)間較長(zhǎng)

單核處理器

臨界區(qū)有IO操作

臨界區(qū)代碼復(fù)雜或者循環(huán)量大

臨界區(qū)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈

四、讀寫鎖

場(chǎng)景：

同一時(shí)間，只能有1個(gè)線程進(jìn)行寫的操作

同一時(shí)間，允許有多個(gè)線程進(jìn)行讀的操作

同一時(shí)間，不允許既有寫的操作，又有讀的操作

上面的場(chǎng)景就是典型的“多讀單寫”，經(jīng)常用于文件等數(shù)據(jù)的讀寫操作，iOS中的實(shí)現(xiàn)方案有：

1、讀寫鎖：pthread_rwlock

等待鎖的線程會(huì)進(jìn)入休眠

2、dispatch_barrier_async

這個(gè)函數(shù)傳入的并發(fā)隊(duì)列必須是自己通過dispatch_queue_cretate創(chuàng)建的

如果傳入的是一個(gè)串行或是一個(gè)全局的并發(fā)隊(duì)列，那這個(gè)函數(shù)便等同于dispatch_async函數(shù)的效果

以上是“iOS開發(fā)中多線程的安全隱患有哪些”這篇文章的所有內(nèi)容，感謝各位的閱讀！相信大家都有了一定的了解，希望分享的內(nèi)容對(duì)大家有所幫助，如果還想學(xué)習(xí)更多知識(shí)，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道！