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多线程的安全隐患

资源共享

一块资源可能会被多个线程共享，也就是多个线程可能会访问同一块资源.

比如多个线程访问同一个对象、同一个变量、同一个文件.

当多个线程访问同一块资源时，很容易引发数据错乱和数据安全问题.

例如:一个售票系统中,多个线程同时读写剩余的票数,那么就会引起数据错乱.

代码演示:

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()

@property (nonatomic, assign) int p;

@property (nonatomic, strong) NSThread *thread1;
@property (nonatomic, strong) NSThread *thread2;
@property (nonatomic, strong) NSThread *thread3;

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    self.p = 5;

    self.thread1 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(download) object:nil];
    self.thread1.name = @"1号窗口";
    self.thread2 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(download) object:nil];
    self.thread2.name = @"2号窗口";
    self.thread3 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(download) object:nil];
    self.thread3.name = @"3号窗口";

}

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
    //启动线程
    [self.thread1 start];
    [self.thread2 start];
    [self.thread3 start];

}

- (void)download{
    while(1){
        //获取当前剩余票数
        int count = self.p;
        if (count > 0) {
            //暂停一段时间
            [NSThread sleepForTimeInterval:0.05];
            self.p = count - 1;
            NSLog(@"%@ 卖了一张票，剩余%d张票", [NSThread currentThread].name, self.p);
        }else{
            //退出线程
            [NSThread exit];
            return;
        }
    }
}
@end

解决方案:

IOS中解决线程安全的方法是用互斥锁机制 : @synchronized(obj) {}
obj表示要加锁的对象(唯一的),最好是成员变量 或者 是self(最常用)
注意:锁定的代码只能用一把锁,用多了锁是无效的.

互斥锁的优缺点
优点：能有效防止因多线程抢夺资源造成的数据安全问题
缺点：需要消耗大量的CPU资源

互斥锁的使用前提：多条线程抢夺同一块资源
相关专业术语：怎么解决线程同步问题? 用互斥锁机制(@synchronized)
线程同步的意思是:多条线程在同一条线上执行(按顺序地执行)
互斥锁，就是使用了线程同步技术

上述代码的download方法改为:

- (void)download{
    while (1) {
        @synchronized(self) {//互斥锁，解决线程同步问题
            int count = self.p;
            if (count > 0) {
                [NSThread sleepForTimeInterval:0.05];
                self.p = count - 1;
                NSLog(@"%@卖了一张票，剩余%d张票", [NSThread currentThread].name, self.p);
            }else{
                //退出线程
                [NSThread exit];
                return;
            }
        }

    }
}

分析:

未加锁前

加锁后:

补充:原子和非原子属性

OC在定义属性时有 nonatomic 和 atomic 两种选择
atomic：原子属性，为setter方法加锁（默认就是atomic）
nonatomic：非原子属性，不会为setter方法加锁(常用)

(1) 非ARC下(MRC), nonatomic生成的 getter 和setter 方法

@property (retain, nonatomic) NSArray foods;
- (void)setFoods:(NSArray *)foods
{
    if (_foods != foods) {
        [_foods release];
        _foods = [foods retain];

        // do something
    }
}
- (NSArray *)foods
{
    return _foods;
}

(2) 非ARC下(MRC), atomic生成的 getter 和setter 方法

@property (retain, atomic) NSArray foods;
- (void)setFoods:(NSArray *)foods
{
    @synchronized(self) {
    if (_foods != foods) {
        [_foods release];//旧值释放
        _foods = [foods retain];//持有新值

        // do something
        }
    }
}

- (NSArray *)foods
{
    @synchronized(self) {
        return _foods;
    }
}

原子和非原子属性的选择: nonatomic 和 atomic 对比
atomic：线程安全，需要消耗大量的资源(一般用于 Mac 开发)
nonatomic：非线程安全，适合内存小的移动设备(一般用于 IOS 开发)

iOS开发的建议
(1) 所有属性都声明为 nonatomic (节省内存消耗)
(2) 尽量避免多线程抢夺同一块资源
(3) 尽量将加锁、资源抢夺的业务逻辑交给服务器端处理，减小移动客户端的压力