swift - 如何线程安全地归档一组自定义对象？

Question

我有 Set<CostumObject> 类型的实例我想使用 NSKeyedArchiver 存档.

假设customObject1: CostumObject和 customObject2: CostumObject在某处实例化。

如果我使用下面的语句:

let setOfCostomObjects: Set<CostumObject> = [customObject1, customObject2]
let data = NSKeyedArchiver.archivedData(withRootObject: setOfCostomObjects)

NSKeyedArchiver按顺序归档两个自定义对象，其中递归地归档它们的属性。

这不是线程安全的，因为另一个线程可以在归档期间改变自定义对象及其属性。

我认为我可以线程安全地归档自定义对象的每个属性，以便允许并发获取但只允许一个集合，方法是使用一个带有 set 屏障的并发队列，例如:

private let concurrentPropertyAccessQueue = DispatchQueue(label: "concurrentPropertyAccessQueue", attributes: .concurrent)
…
private var safeProperty = CostumProperty.init()
public private(set) var property: CostumProperty {
  get {
    var result = CostumProperty.init()
    concurrentPropertyAccessQueue.sync { result = safeProperty } // sync, because result is returned
    return result
  } // get
  set { concurrentPropertyAccessQueue.async(flags: .barrier) { safeProperty = newValue } // executes locked after all gets
  } // set
}  
…
public func threadSafeArchiveOfProperty() -> Data {
    var data = Data.init()
    concurrentPropertyAccessQueue.sync {  // sync, because result is returned
      data = NSKeyedArchiver.archivedData(withRootObject: self.safeProperty) 
    }
    return data
}

我想我也可以用类似的方式对整个自定义对象进行线程安全归档:

private let concurrentObjectAccessQueue = DispatchQueue(label: "concurrentObjectAccessQueue", attributes: .concurrent)
…
public func encode(with aCoder: NSCoder) {
    concurrentObjectAccessQueue.async(execute: {
        aCoder.encode(self.property forKey: "property")
        …
    })
}

问题仍然是，如何线程安全地归档自定义对象集。
这将要求在归档期间锁定对集合元素的写访问。

这样做的一种方法可能是定义一个全局并发队列:

public let globalConcurrentAccessQueue = DispatchQueue(label: "globalConcurrentAccessQueue", attributes: .concurrent)  

要在归档期间锁定集合及其所有元素，可能需要对 Set 进行扩展。定义 func threadSafeArchiveOfSet() 的类型如上。
然后这个函数将覆盖 Set 的 encode(with aCoder: NSCoder) ，所以 globalConcurrentAccessQueue被锁住了。

这是正确的方法吗？
我认为这是一个应该有标准解决方案的标准问题。

Answer 1

通常，属性级同步是不够的。它提供对单个属性的线程安全访问，但不能确保对更广泛的对象的线程安全访问，因为不同属性之间可能存在相互依赖关系。原型(prototype)示例是一个具有名字和姓氏属性的 Person 对象。分别对名字和姓氏进行同步更改仍可能导致以内部不一致状态捕获的对象。您经常需要在更高级别同步对象，如果您这样做，它会使属性级同步变得冗余。

一些不相关的观察:

1. encode 方法必须同步执行其任务，而不是异步执行。调用者假定编码在返回时已完成。我可以猜到你为什么让它异步(例如，毕竟它没有显式返回任何东西)，但问题不是是否返回任何东西，而是更广泛地说，是否有任何副作用同步对象。在这种情况下有(你正在更新 NSCoder 对象)，所以你必须在 encode 中使用 sync。

   <

2. 有几次您采用了初始化变量的模式，调用 sync 来修改该局部变量，然后返回该值。例如

   func threadSafeArchiveOfProperty() -> Data {
       var data = Data.init()
       concurrentPropertyAccessQueue.sync {  // sync, because result is returned
           data = NSKeyedArchiver.archivedData(withRootObject: self.safeProperty) 
       }
       return data
   }
   

   但是 sync 提供了一个很好的方法来简化这个，即如果闭包返回一个值，sync 也会返回它。如果闭包只有一行，您甚至不需要在闭包中显式 return:

   func threadSafeArchiveOfProperty() -> Data {
       return concurrentPropertyAccessQueue.sync {  // sync, because result is returned
           NSKeyedArchiver.archivedData(withRootObject: self.safeProperty) 
       }
   }