objective-c - GCD - 串行队列是否需要 `NSLock` 或内存屏障来同步工作？

Question

我阅读了有关 GCD 队列的 Apple 文档，开始想知道如果我让修改类型为 NSMutableArray 的实例成员在串行队列中不是线程安全的，会发生什么情况？串行队列会保证我串行执行操作，但我仍然觉得我需要做一个 @syncrhonized block 或其他技术来强制内存屏障，因为据我了解我的串行队列上的任务可以在不同的线程上调用。那是对的吗？这是一个简单的例子:

@interface Foo : NSObject

-(void)addNumber:(NSNumber*)number;
-(void)printNumbers;
-(void)clearNumbers;

@end

@implementation Foo
{
   dispatch_queue_t _queue;
   NSMutableArray<NSNumber*>* _numbers;
}

-(instancetype)init
{
   if (self = [super init])
   {
       _queue = dispatch_queue_create(NULL, NULL);
       _numbers = [NSMutableArray array];
   }
   return self;
}

-(void)addNumber:(NSNumber*)number
{
   dispatch_async(_queue,
   ^{
       [_numbers addObject:number];
   });
}

-(void)printNumbers
{
   dispatch_async(_queue,
   ^{
       for (NSNumber* number in _numbers)
       {
           NSLog(@“%@“, number);
       }
   });
}

-(void)clearNumbers
{
   dispatch_async(_queue,
   ^{
       _numbers = [NSMutableArray array];
   });
}
@end;

据我所知，如果我从任意线程调用成员方法，我会在这里遇到内存问题吗？或者 GCD 在底层提供了一些保证，为什么我不需要强制内存屏障？查看这些示例，我在任何地方都找不到这样的构造，但是来自 C++ 时，在锁下触摸成员变量是有意义的。

Answer 1

如果你的队列是一个串行队列，它一次只允许一个操作，不管它在哪个线程上运行。因此，如果对资源的每次访问都发生在队列中，则无需使用锁或信号量进一步保护该资源。事实上，可以使用调度队列作为锁定机制，并且对于某些应用程序，它可以工作得很好。

现在如果您的队列是并发队列，那就是另一回事了，因为多个操作可以同时在并发队列上运行。但是，GCD 提供了 dispatch_barrier_sync 和 dispatch_barrier_async API。您通过这两个函数调用启动的操作将导致队列在执行您的 block 之前等待所有其他操作完成，然后在该 block 完成之前不允许运行任何更多操作。通过这种方式，它可以暂时使队列的行为类似于串行队列，甚至允许将并发队列用作一种锁定机制(例如，允许通过普通的 dispatch_sync 读取资源)调用，但通过 dispatch_barrier_async 进行写入。如果读取非常频繁而写入非常不频繁，这可以很好地执行)。