iOS使用多线程提高数据并发访问之七-创新互联

活跃性

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活跃性是指好的事情最终会发生。例如，如果你代码的目标是确保你能够持续从数组中push和pop对象，问题是这个过程是否能够永远工作。使用锁带来的问题是锁会引起系统中所有线程一直等待 -- 换句话说，就是死锁。如果你能保证你应用的活跃性，那么死锁应该永远都不会发生。

问题

想象你有两个线程：A和B。在Astart之前，A一直等待B结束。但是，在线程B继续运行之前，B一直等待线程A结束。

对于一个实际的例子，你可以在Listing 6-7中查看它的代码。注意push和pop线程被同一对象锁住，即lockedObj。图6-7显示了这两个线程是如何在同一个对象上锁住，并永远的互相等待。

在新的例子中你可以看到，pop线程一直在while循环上等待，因为storages数组的大小为0。同时push线程不能往数组中添加对象，因为代码被对象lockedObj锁住了。push线程现在必须等待pop线程执行完，然后把锁归还给lockedObj对象。因此，这两个线程停止，然后永远的等待对方。这里有一些死锁问题的解决办法。

如果你的代码发生了死锁，你不能再使用@synchronized(lockedObj)，因为这样直接使用是不能避免死锁的。

• NSLock：你可以使用它来保护并发访问的代码块，就像使用@synchronized(obj)那样，但是当这部分代码lock和unlock时，你能够控制它。

• NSCondition：这对于生产者和消费者模式是非常有用的，就像前面显示的push和pop这个例子。

NSLock 解决办法

你可以有两种使用方式，lock或tryLock。使用lock的方法，这个方法不能在获取锁，它会停止，然后等待直到它获取到锁。使用tryLock，如果方法返回NO，意味着锁已经被其他线程占有，调用的线程不能获取它。

它已经测试了，如果获取到锁就继续执行。如果你没有获取到锁，一切正常，线程会继续执行其他没有使用锁的代码。

NSCondition 解决办法

使用NSLock，你会看到通过使用[testLock lock]来获取一个锁；你不能停止或挂起你的线程来等待一些条件。你唯一能做的就是继续执行直到你释放锁，这样其他线程才能获取锁执行。

再看看push，pop这个例子。让线程不停的运行检查数组是否有数据，效率是不高的。在循环中，如果线程发现数组中没有数据，它应该停止然后等待数组有数据了，就把它给取出来。这种方法的好处是你能够挂起你的线程，而不会浪费系统的资源。

为了让一个线程停止，等待，还有同时返回一个锁，你需要使用NSCondition。Listing 6-8 演示了如何使用NSCondition来执行push，pop这个例子。

还有其他的锁机制，如NSRecursiveLock和NSConditionLock，但是使用NSLock和NSCondition在大部分情况下就足够了。对于线程，你应该总是简单明了，因为多线程会在你的代码中引入不确定的bug。

注意：NSRecursiveLock是非常有用的，如果你有一个线程想要多次获取一个锁，而又不会发生死锁的话。NSRecursiveLock依然会阻塞其他线程来访问代码块。

死锁

使用锁可能会导致死锁的发生。死锁就像前面介绍的那样，但是更多的情况是，有两个或多个锁时，然后线程之间相互等待。

图6-8演示了线程1获取object1对象锁和线程2获取object2对象锁的解决办法。然后线程1想要获取object2的锁，但是必须等待线程2释放这个锁。同时，线程2想要获取object1的锁，但是必须等待线程1释放这个锁。正如你看到的，两个线程互相等待，没有一个能继续运行。

有一些方法能够解决死锁问题，比如reordering threads；minimize locking；a bigger lock；tryLock；time out for locking。这些机制都不难实现；下面的这些图能够帮助你理解他们是如何工作的。

在图6-9中，最简单的方式就是对线程重排序，然后顺序锁定，这样只有当一个使用lock2的线程结束时，其他线程才能获取锁，然后继续执行。

但是，如果你的方法结构是固定的，有一些代码是属于第三方库，很难重排序锁或修改代码。

接下里的一种方法是只有你确实需要锁住的那部分才尝试锁住。这中方法使的锁住的部分最小，如图6-10.

如果有代码或想把你不需要锁住的代码单独分离出来，这种方式是很容易实现的。注意它会使你的代码变得更复杂。

另外一种方法是，在其他锁上实现另外一个更大的锁。这允许其他线程尝试同时访问同样的锁。例如，在图6-11中，由于一个新的更大的锁，线程2现在必须等待线程1完成，在它能获取其他锁或运行必要的代码之前。在正常的代码中，如果能够从更小的锁中移除，用更大的锁取代，你应该这样做，当它能够减少代码的复杂性时。这种机制通常使用在，当你需要在库（你不能或不想修改库中的代码）中防止死锁时。

你应该尝试使用tryLock。使用tryLock，如果一个线程不能获取到锁，它不会停止和等待。线程能够继续执行线程中的其他代码。这是一个使用tryLock的例子：

我介绍的最后一种方法是使用超时，尽管还有很多其他的方法来防止死锁。在objective-c中，你可以指定线程来等待，直到你能获取到锁或需要等待结束的时间。使用lockBeforeDate方法能帮助你达到这个目的。调用这个方法的线程将会阻塞直到你能获取到锁。如果参数中指定的NSDate实例发生了，但是线程还没有获取到锁，它会继续执行。这在死锁时会有帮助；你的线程能够继续执行，这可能会有一些小的风险，但是不可能发生死锁。

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