关键词:
iOS 开发,各种锁你了解多少?NSLock、NSCondtion、NSRecursiveLock…
回顾
在上篇博客中已经通过 Swift
的Foundation
源码分析NSLock
、NSCondtion
、NSRecursiveLock
、NSCondition
等锁了,那么本篇博将手把手带你实现一个读写锁
!
iOS底层探索之多线程(六)—GCD源码分析(sync 同步函数、async 异步函数)
iOS底层探索之多线程(八)—GCD源码分析(函数的同步性、异步性、单例)
iOS底层探索之多线程(十四)—关于@synchronized锁你了解多少?
iOS底层探索之多线程(十五)—@synchronized源码分析
iOS底层探索之多线程(十六)——锁分析(NSLock、NSCondtion、NSRecursiveLock、NSCondition)
iOS底层探索之多线程(十七)——通过 Swift的Foundation源码分析锁(NSLock、NSCondition、NSRecursiveLock)
1. 什么是读写锁?
在开始之前,先来了解一下,什么是
读写锁
?
读写锁
实际是⼀种特殊的⾃旋锁
,它把对共享资源的访问者划分成读者
和写者
,读者只对共享资源进⾏读访问
,写者则需要对共享资源进⾏写操作
。- 这种锁相对于
⾃旋锁
⽽⾔,能提⾼并发性,因为在多处理器系统中,它允许同时有多个读者
来访问共享资源
,最⼤可能的读者数为实际的逻辑CPU数
。 - 写者是
排他性
的,⼀个读写锁同时只能有⼀个写者或多个读者(与CPU数
相关),但不能同时既有读者⼜有写者,在读写锁保持期间也是抢占失效的。 - 如果
读写锁
当前没有读者
,也没有写者,那么写者可以⽴刻获得
读写锁,否则它必须⾃旋
在那⾥,直到没有任何写者或读者。 - 如果
读写锁
没有写者
,那么读者可以⽴即获得该读写锁,否则读者必须
⾃旋在那⾥,直到写者释放
该读写锁。 - ⼀次只有⼀个线程可以占有
写模式
的读写锁, 但是可以有多个线程同时
占有读模式的读写锁,正是因为这个特性,当读写锁是写加锁状态时,在这个锁被解锁之前,所有试图对这个锁加锁的线程都会被阻塞
。 - 当读写锁在
读加锁状态
时,所有试图以读模式对它进⾏加锁的线程都可以得到访问权
,但是如果线程
希望以写模式对此锁进⾏加锁
, 它必须直到所有的线程释放锁
。 - 通常的情况是当
读写锁
处于读模式锁住状态
时,如果有另外线程试图
以写模式加锁,读写锁通常会阻塞
随后的读模式锁请求,这样可以避免读模式锁⻓期占⽤
,⽽等待的写模式锁请求⻓期阻塞
。 读写锁
适合于对数据结构的读次数⽐写次数多得多的情况。 因为, 读模式锁定时可以共享, 以写模式锁住时意味着独占,所以读写锁⼜叫共享-独占锁
。
那我们该如果
封装实现
一个读写锁
呢?
首先我们要明白读写锁的核心功能
是什么?毫无疑问肯定是:多读单写
。
多读
就是允许多条线程对这个内存空间进行读取操作。单写
就是同一时刻只能有一个线程,对这一片内存空间进行写操作,如果有多个写操作,数据肯定就错乱了,这是我们所不能允许的。写与写要互斥
:,A写完了,B才能进行写。读与写要互斥
:A在写的时候,B不能读,必须要等 A写完B再去读。- 读写不能堵塞主线程,不能影响正常的程序运行。
既然所有的注意点和功能点都清楚了,那么废话不多少,开工吧!这里将通过两种方式进行实现分别是
pthread
的API
和GCD
的API
。
2. pthread 实现读写锁
那么首先,我们先使用pthread
来实现一下,模拟火车票的情况,代码如下:
//注意这里要导入头文件
#import <pthread.h>
@interface ViewController ()
@property (nonatomic, assign) NSUInteger trainTickets;//火车票数量
@property (nonatomic, assign) pthread_rwlock_t jpLock;// 锁
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad
[super viewDidLoad];
self.trainTickets = 0;
[self jp_Test];
- 读操作
// 读方法
-(void)jP_read
// 读加锁
pthread_rwlock_rdlock(&_jpLock);
sleep(1);
NSLog(@"读取火车票数量为:%zd", self.trainTickets);
// 解锁
pthread_rwlock_unlock(&_jpLock);
- 写操作
// 写方法
-(void)jP_write
// 写加锁
pthread_rwlock_wrlock(&_jpLock);
sleep(1);
NSLog(@"写入后火车票数量为:%zd", ++self.trainTickets);
// 解锁
pthread_rwlock_unlock(&_jpLock);
- 来看看运行结果如何
代码完美运行,非常完美!结果很正常,没有错乱!
-
pthread API
-
pthread_rwlock_t lock;
// 结构 -
pthread_rwlock_init(&lock, null);
// 初始化 -
pthread_rwlock_rdlock(&lock);
// 读加锁 -
pthread_rwlock_tryrdlock(&lock);
// 读尝试加锁 -
pthread_rwlock_wdlock(&lock);
// 写加锁 -
pthread_rwlock_trywdlock(&lock);
// 写尝试加锁 -
pthread_rwlock_unlock(&lock);
// 解锁 -
pthread_rwlock_destory(&lock);
// 销毁
3. GCD 实现读写锁
上面👆已经用pthread
实现了读写锁
,那么现在就用我们比较熟悉的 GCD
来实现一下吧!
- GCD实现代码如下:
- GCD实现运行结果如下:
结果和上面用
pthread
实现的效果是一样的,这里就不过多分析了,代码注释都有,相信大家都懂的!
4. 总结
- 读写锁的核心功能就是
多读单写
- 写与写要互斥
- 读与写要互斥
- 读写
不能堵塞主线程
,不能影响正常的程序运行。
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