ios - 在 iOS 中创建一个类 "thread safe"

Question

我正在阅读 Apple docs围绕线程安全，我并不完全清楚什么(在实践中)真正构成了一个线程安全的类。为了帮助更好地理解这一点，需要对以下类做些什么才能使其成为线程安全的(以及为什么)？

#import "UnsafeQueue.h"

@interface UnsafeQueue()

@property (strong, nonatomic) NSMutableArray *data;

@end

@implementation UnsafeQueue

- (id)peek {
    return [self.data firstObject];
}

- (NSUInteger)length {
    return [self.data count];
}

- (void)enqueue:(id)datum {
    [self.data addObject:datum];
}

// other methods omitted...

@end

是否会简单地创建一个 ivar NSLock，然后锁定/解锁周围 所有 与底层 NSMutableArray 的交互？

仅要求数组计数的长度方法是否也需要执行此操作？

Answer 1

使类线程安全的最简单和最好的方法是使其不可变。那么你不必处理任何这些。它只是工作。确实值得花时间考虑是否需要在多线程上实现可变性。

但是，如果不可变类给您的设计带来了重大问题，那么实现它的最佳方法通常是使用 GCD 而不是锁。 GCD 的开销要低得多，一般来说更容易正确。

在这种特殊情况下，我将按照以下方式实现它(未经测试，我已经在 Swift 中工作了一段时间，所以如果我省略了分号，请原谅我):

#import "SafeQueue.h"

@interface SafeQueue()

@property (strong, nonatomic) NSMutableArray *data;
@property (strong, nonatomic) dispatch_queue_t dataQueue;

@end

@implementation SafeQueue

- (instancetype)init {
    if (self = [super init]) {
        _dataQueue = dispatch_queue_create("SafeQueue.data", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
    }
    return self;
}

- (id)peek {
    __block id result = nil;
    dispatch_sync(self.dataQueue, ^{ result = [self.data firstObject] });
    return result;
}

- (NSUInteger)length {
    __block NSUInteger result = 0;
    dispatch_sync(self.dataQueue, ^{ result = [self.data count] });
    return result;
}

- (void)enqueue:(id)datum {
    dispatch_barrier_async(self.dataQueue, ^{ [self.data addObject:datum] });
}

// other methods omitted...

@end

请注意对所有读取器使用 dispatch_sync，对所有写入器使用 dispatch_barrier_async。这就是通过允许并行读取器和独占写入器来将开销降至最低的方法。如果没有争用(这是正常情况)，dispatch_sync 的开销比锁(NSLock 或 @synchronized 甚至pthreads 锁)。

参见 Migrating Away from Threads从 Apple 获得更多关于如何更好地处理 Cocoa 并发的建议。