multithreading - 生产者/消费者只让一个线程完成工作

Question

我正在尝试使用线程和 NSCondition 在 Swift 2 中实现生产者/消费者类。到目前为止，我已经想出了这段代码:

import Foundation

class ProducterConsumer {

    private let numberOfProducts = 1000
    private var products: [Int] = []
    private var condition = NSCondition()

    private func producer() {
        for var i = 0; i < numberOfProducts; ++i {
            condition.lock()
            products.append(i)
            condition.broadcast()
            condition.unlock()
        }
    }

    private func consumer(id: Int) {
        while true {
            condition.lock()
            while products.count == 0 {
                condition.wait()
            }
            let product = products.popLast()!
            print("[\(id)] takes \(product)")
            condition.unlock()
        }
    }

    func runAndWait() {
        let queue = NSOperationQueue()
        for var i = 0; i < 2; ++i {
            queue.addOperationWithBlock {
                self.consumer(i)
            }
        }
        queue.addOperationWithBlock {
            self.producer()
        }
        queue.waitUntilAllOperationsAreFinished()
    }

}

let pc = ProducterConsumer()
pc.runAndWait()

基本上，我使用操作队列创建 3 个新线程:1 个生产者填充 Int 共享数组(从 0 到 1000)，2 个消费者弹出值并显示它们。

结果显示，只有消费者线程#0“工作”并且似乎正在弹出值。我不明白为什么消费者线程 #1 不会显示在控制台中。我预计两个消费者之间的工作时间大约为 50%。我缺少什么？

[0] takes 0
[0] takes 1
...
[0] takes 998
[0] takes 999

谢谢!

Answer 1

问题似乎是 lazy var is not thread-safe ，你的代码甚至在我的测试中崩溃了，错误消息如下

*** -[NSCondition dealloc]: condition (<NSCondition: 0x10080b310> '(null)') deallocated while still in use
*** Break on _NSLockError() to debug.
*** -[NSCondition wait]: condition (<NSCondition: 0x100e00920> '(null)') not locked
*** -[NSCondition unlock]: condition (<NSCondition: 0x100e00920> '(null)') unlocked from thread which did not lock it

如您所见，(至少)有两个不同的 NSCondition实例。

如果将属性更改为

private var condition = NSCondition()

然后当ProducterConsumer()时创建一个条件变量实例已创建，一切都按预期运行。

另一个问题是

for var i = 0; i < 2; ++i {
    queue.addOperationWithBlock {
        self.consumer(i)
    }
}

该 block 通过引用捕获变量i。所以即使不同的运行线程也可以报告相同的数字i。要按值捕获变量，请使用显式捕获列表:

for var i = 0; i < 5; ++i {
    queue.addOperationWithBlock { [i] in
        self.consumer(i)
    }
}

我还建议使用 NSLog() 在多线程程序中进行调试输出，因为

• NSLog() 与 print() 相比是线程安全的，并且

• NSLog() 打印进程 ID 和线程 ID，以便您可以验证输出是否来自不同线程。例如:

  2015-11-09 15:21:43.711 MyProgram[8569:537106] [0] takes 19
  2015-11-09 15:21:43.788 MyProgram[8569:537108] [2] takes 18