关键词:
对于多线程你了解多少?对于锁你又了解多少?锁的原理你又知道吗?
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?
1. 回顾
在上一篇博客中,已经分析了第一次加锁,data
是空的,最后会创建SyncData
并绑定到当前线程上(一个线程只会绑定一个,并且绑定后不再改变),注意此时并没有保存到线程对应的缓存列表中。
2. 源码分析
单线程情况
那么现在去看看第二次加锁,也就是断点在44
行时,进行跟踪调试。
那么继续
单步调式
进入源码里面,断点在id2data
方法里面再进行lldb
的调式进行分析。
从图中控制台 lldb
的调试结果来看,第二次进行加锁
时,data
里面是有数据的了。那么继续过断点看看,缓存里面的情况:
此时缓存里面也有数据了,和上面打印的结果是一模一样,都是data = 0x0000000100837d40
。然后会继续判断,传入对象是否是和缓存里面的一样。
if (data->object == object)
// Found a match in fast cache.
uintptr_t lockCount;
result = data;
lockCount = (uintptr_t)tls_get_direct(SYNC_COUNT_DIRECT_KEY);
if (result->threadCount <= 0 || lockCount <= 0)
_objc_fatal("id2data fastcache is buggy");
如果是同一个对象,就会获取lockCount
,lockCount
和threadCount
是否小于等于 0
进行判断,如果小于 0
则会报错"id2data fastcache is buggy"
-
如果是
ACQUIRE
则会lockCount++
,再进行锁
一次,说明当前对象锁了两次,如下:
-
如何是
RELEASE
则会lockCount--
,如果lockCount == 0
,则会从线程空间缓存移除,这里也可以体现多线程的特性,从这句OSAtomicDecrement32Barrier(&result->threadCount)
代码可以看出,这是对线程进行释放。
断点继续,看看第三次加锁的情况,如下:
因为是对同一个对象,进行了重复的操作,加锁了3
次,lockCount
也是等于 3
的,这也提现了拉链法,如下:
因为是同一个对象,每次加锁,都会创建一个
SyncData
,就一直往后拉着,通过一个链表来存。
以上都是对一个对象进行重复的递归加锁,那如果是不同对象呢?
不同对象也是类似的,就和上面那个结构图一样,每个对象会创建一个拉链,同一个对象的就存在一个链表里面,这里就不再进行举例了,感兴趣的老铁可以自行测试,源码戳这里
多线程递归情况
那么现在通过多线程加锁会怎么样呢?测试代码如下:
断点从 52
行开始,进入到源码里面跟踪调式,这时候进入id2data
方法,此时哈希表中的数据个数为2
,也就是外层线程添加的两个SyncData
,如下图:
继续跟踪代码,从线程中获取其绑定的SyncData
,此时为NULL
,因为是新的线程,还没有加过锁,所以绑定数据为空,fastCacheOccupied=NO
然后会继续往下走,接着从缓存列表fetch_cache
中获取对应的·SyncData·,也是·NULL·,这里的缓存列表也是和线程一一对应的起来的,都是空。
继续跟踪流程,接着会进行线程threadCount++
操作,如下图:
这里会从listp
中获取对应的数据,在外层线程中,已经添加了jp
和jp2
对应的SyncData
,这里是可以获取到的,并且会对多线程操作,使得threadCount
加1
操作,此时对应的线程数会从 1
变成2
,从上图调试打印的结果可以很明显的看到。
只要遇到新开线程,开始加锁,tls
和cache
一定是空,肯定是listp
中查找,或者是创建。一个线程中第一个添加的object
一定会绑定到tls
中,并且在当前线程中不会改变。如果tls
已经完成设置,之后添加的SyncData
都会添加到缓存列表中。
objc_sync_exit
流程和这个相反,同样会调用id2data
方法,获取SyncData
,对lockCount
和threadCount
进行减操作。如果count
等于0
,则会从相应的绑定关系和缓存列表中移除。
使用@synchronized的注意事项
- 参数不传
nil
- 参数最好传
self
,方便存储和释放,如果是传入一个这种JPStudent *jp = [[JPStudent alloc]init]
的,这个jp
是一个临时的变量,如果有个多个这种,就会有多个拉链,耗费内存和性能,只使用一个self
就只有一个拉链,虽然真机环境下,只有8
个,但是已经够用了,即便不够用,系统也会及时释放回收的。
- 在之前的博客中进行的
@synchronized
测试,为什么模拟器下性能比真机差呢?就是上图中64
的原因,模拟器拉链比较多,耗费内存和性能。
3. 总结
1: synchronized
哈希表 - 拉链法 存储SyncData
2: sDataLists
里面是一个 array
存储的是 SyncList
,SyncList
里面是绑定的object
3: objc_sync_enter / exit
对称 递归锁
4: 两种存储 : TLS
/ Cache
5: 第⼀次的时候 SyncData
才用头插法 -链表 ,标记 thracount = 1
6: 然后下次再进来会判断是不是同⼀个对象
7: 是同一个对象TLS --> lockCount ++
8: 不是同一个的话TLS
找不到 就会去创建一个SyncData
则threadCount ++
9: objc_sync_exit
的话就是lockCount--
和 threadCount--
@synchronized : 可重⼊递归 、多线程
1: 多线程是通过TLS
保障threadCount
有多少条线程对这个锁对象加锁
2: 可重入递归是通过lockCount ++
来表示进来锁了多少次
- 补充
TLS
线程局部存储(Thread Local Storage,TLS
): 是操作系统为线程单独提供的私有空间,通常只有有限的容量。Linux
系统下通常通过pthread
库中的
pthread_key_create()、
pthread_getspecific()、
pthread_setspecific()、
pthread_key_delete()等方法。
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