ios - iOS-NSCache如何确保线程安全

Question

我想实现一个线程安全的MutableDataContainer。当然，我可以简单地添加一个用于写入和读取操作的锁，但是在我的项目中，我需要经常读取数据，因此我不想使用这种方法。

有谁知道NSCache的实现方式？

Answer 1

我不能完全确定NSCache具体使用的锁定机制，但是我建议使用5种解决方案中的一种，尤其是在针对Apple平台的现代开发中，这可能是NSCache实现的方法之一。可能有5种以上，此列表并不详尽。我只是不包括更多内容，因为我认为Apple不会使用此处未包含的方法。

以下所有方法都可以使用，但我会尽量避免听起来好像对哪种方法更好有自己的见解(我们将看看效果如何)，因为这并不是您真正要问的问题。另外，在这个问题上有很多意见，我不想为此大火。我将基于这些方法和我对Apple的看法，就如何实现NSCache提出自己的看法。

pthread库的pthread RW锁。这是专门为同步而设计的，并且具有锁所能提供的性能，而这与简单的互斥锁(RW锁实际上在使用)无关。对于读取，您可以使用pthread_rwlock_rdlock获得一个锁，对于写入，您可以使用pthread_rwlock_wrlock获得一个锁。在下面，这本质上是一个递归锁，并且除非有写操作，否则实际上不应该阻止读取。这优化了更常见的读取路径，并安全地说明了较不常见的写入路径。对于更不常见的读/写操作，必须从根本上将其升级为写操作。使用pthread锁(或互斥锁)时，您可以根据自己的代码逻辑和内部定义良好的条件来优化锁，尽管我在这里不做介绍。

GCD库的串行队列-使用串行队列时，将disaptch_sync用于读取，将dispatch_async用于写入。这与pthread RW锁在优化公用路径方面有所不同，因为读取和写入都是串行的。尽管它确实依赖GCD通过其底层队列优化来优化读取(例如，GCD确定何时针对dispatch_sync调用适本地进行阻止)。对于更不常见的读/写操作，您只需将其视为读并使用dispatch_sync即可。再说一次，因为这种方法与以前的方法有一个重要的区别，尽管读取应该通过GCD进行快速和优化，但它们仍然是串行的，从技术上讲仍然是相互阻塞的。

GCD库的并发队列-使用并发队列时，将dispatch_sync用于读取，将dispatch_barrier_async用于写入。对于特殊的读/写情况，有dispatch_barrier_sync专门用于此目的。在这个世界上，读取从不会相互阻塞，也不会阻塞，直到它们遇到障碍为止，该障碍是为写入和读取/写入保留的。这种方法还依赖于GCD来优化读取，但是通过使用并发队列，您选择不进行串行读取。因此，基本上由您来控制必须是串行的事物，并在需要这些操作时使用屏障。

Foundation框架的NSLock-这是Foundation框架的经典构造。尽管它的原始实现可能有所不同，但是最近我研究了它的内部构造，并且在我测试过的所有情况下，它本质上都是围绕相应pthread实现的Objective-C包装。

Objective-C的@synchronized()-这是内置的Objective-C函数/关键字，提供锁定和异常处理。实际上，它的下面是一个带有异常处理程序的NSLock。使用它时，它既适用于读取，也适用于写入。在内部，它们被相同地对待，因此没有一个相对于另一个进行优化。您的锁与您传递给@synchronized(obj)函数的对象相关联。因此，从本质上讲，无论在相应的``@synchronized(){}''块中如何使用或更改对象，您都将锁定对该对象的访问。

每种方法都有更多详细信息和警告，不过，如果我是一个博彩公司(但我不是)，并且基于此之后我要考虑的几件事，我会说苹果公司正在将方法3用于NSCache 。

原因1:苹果公司担心性能，特别是在Foundation中。自GCD成立以来，他们已经在GCD上投入了大量资金，并将继续对其进行投资。创建GCD的大多数原因是基于在不牺牲性能的情况下尽可能多地删除样板。我想说的是，Apple可能在Foundation内部的一些地方对他们的建议进行了 mock ，而NSCache可能就是其中之一。

原因2:有点像“原因1继续”，最近有证据表明苹果公司对GCD进行了投资，而对 @synchonized()却缺乏投资，这可以在Swift中看到。 GCD是Swift中同步的首选方法。