iOS中讀寫鎖的簡單實現(xiàn)方法實例

更新時間：2021年11月03日 09:22:20 作者：頭疼腦脹的代碼搬運工

讀寫鎖是計算機程序的并發(fā)控制的一種同步機制,也稱“共享-互斥鎖”、多讀者-單寫者鎖,讀操作可并發(fā)重入,寫操作是互斥的,這篇文章主要給大家介紹了關于iOS中讀寫鎖的簡單實現(xiàn)方法,需要的朋友可以參考下

廢話開篇

iOS 下的多線程的技術的應用衍生出了鎖的機制，試想，如果 iOS 下沒有多線程的概念，所有的代碼都會在同步環(huán)境下執(zhí)行，那么，也就不會產(chǎn)生爭奪資源情況的發(fā)生，當然，也就沒有辦法利用多核的優(yōu)勢。所以，多線程的應用是廣布的，而鎖的應用是局部的，所以，二者應相輔相成，來達到提高運行效率的同時提高程序運行的穩(wěn)定性。

思考一、對于鎖的類型的理解

基本的三種鎖的類型：互斥鎖、自旋鎖、讀寫鎖。

其中，互斥鎖多線程在訪問加鎖中的臨界區(qū)前，會進入休眠，一直等待解鎖后系統(tǒng)調(diào)度
；自旋鎖多線程在訪問加鎖中的臨界區(qū)前，不進入休眠，會一直忙等。讀寫鎖是一種思想，本質(zhì)就是利用互斥鎖來實現(xiàn)特定的應用場景：多讀并行、讀與寫互斥，寫與寫互斥；對于其他的類型的鎖，比如：信號量、條件鎖、遞歸鎖，可以理解為是由以上基本類型的鎖實現(xiàn)的上層封裝。

思考二、讀寫鎖的實現(xiàn)邏輯

如果有這樣一塊公共資源，它的寫入是比較耗時，那么，在這段時間內(nèi)要避免程序再次的進行寫入操作和讀取操作，這樣可以避免產(chǎn)生爭奪資源的問題，當然，讀取的過程可以并行。

先上一段代碼，這里模擬一個比較耗時的寫入過程，在模擬一個快速讀取的過程。

//讀寫鎖
- (void)readAndWriteLock
{
    //寫
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
            NSLog(@"我開始寫");
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            }
            NSLog(@"我寫完了");

    });

    //讀
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
            NSLog(@"我開始讀%d",i);
            for (int j = 0; j < i; j++) {
            }
            NSLog(@"我讀完了%d",i);
        });
    }
}

在寫入的異步內(nèi)執(zhí)行了循環(huán) 10000 次的操作來模擬耗時任務；后面開辟了多線程進行讀取，在讀取的異步里，實現(xiàn)簡單的不同數(shù)量的循環(huán)來模擬耗時任務，這里的耗時次數(shù)遠小于寫入。

打印如下

通過輸出可以清晰的看到，寫入過程中還有很多讀取的操作在同時進行。致于是先開始讀取還是開始寫入，這里其實并不用去關心，本身它們也是由系統(tǒng)決定的，但是，這里需要控制一下代碼，來實現(xiàn)讀寫互斥，即在寫的過程中，禁止讀取操作的介入。同時，也需要實現(xiàn)寫寫互斥。對于，多讀，其實這里并不需要過多干涉，因為，本身就允許多讀的邏輯。

思考三、簡單封裝讀寫鎖，滿足讀寫邏輯

利用互斥鎖封裝讀取加、解鎖；寫入加、解鎖

//初始化讀取鎖
static pthread_mutex_t r_plock =  PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
//初始化寫入鎖
static pthread_mutex_t w_plock =  PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
//記錄當前讀取次數(shù)，因為只要其值不為0，那么，就說明程序在讀取操作，這里停止寫入操作
static int current_read_times = 0;

進行讀取加鎖

//讀加鎖
- (void)readLock
{
    pthread_mutex_lock(&r_plock);
    current_read_times ++;
    if (current_read_times == 1) {
        pthread_mutex_lock(&w_plock);
    }
    pthread_mutex_unlock(&r_plock);
}

這里首先進行讀取鎖加鎖，這里加鎖的目的并不是鎖定讀取過程，而是鎖定了修改 current_read_times 的過程，當 current_read_times 變更后，如果為 1，那么，就對寫入鎖加鎖，這個寫入鎖就是鎖住寫入過程的。這兩個鎖的應用部分是有區(qū)別的。

進行讀取解鎖

//讀解鎖
- (void)readUnLock
{
    pthread_mutex_lock(&r_plock);
    current_read_times --;
    if (current_read_times == 0) {
        pthread_mutex_unlock(&w_plock);
    }
    pthread_mutex_unlock(&r_plock);
}

這里首先進行讀取鎖加鎖，目的還是對 current_read_times 修改的鎖，可以總結(jié)一下，讀寫鎖本質(zhì)并不對多讀進行限制，所以，這里的讀取鎖是鎖住 current_read_times 修改過程，在加鎖的情況下進行寫入鎖狀態(tài)的變更，實現(xiàn) 讀與寫的互斥。后面進行狀態(tài)判斷，如果 current_read_times 為 0，說明當前所以讀取完成了，那么，對寫入鎖進行解鎖，解鎖后寫入操作就可以正常進行。這里解鎖的判斷為 == 0 與加鎖的判斷 == 1 是一對，這樣就滿足了，一個加鎖過程對應一個解鎖條件。不會出現(xiàn)只有加鎖后而沒有解鎖的情況。

進行寫入加鎖

//寫加鎖
- (void)writeLock
{
    pthread_mutex_lock(&w_plock);
}

這里僅僅是對寫入操作進行加鎖。

進行寫入解鎖

//寫解鎖
- (void)writeUnLock
{
    pthread_mutex_unlock(&w_plock);
}

這里僅僅是對寫入操作進行解鎖。

最后的代碼

//讀寫鎖
- (void)readAndWriteLock
{
    //寫
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
            [self writeLock];
            NSLog(@"我開始寫");
            for (int i = 0; i < 10000; i++) {

            }
            NSLog(@"我寫完了");
            [self writeUnLock];
    });
    
    //讀
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
            [self readLock];
            NSLog(@"我開始讀%d",i);
            for (int j = 0; j < i; j++) {

            }
            NSLog(@"我讀完了%d",i);
            [self readUnLock];
        });
    }
}

打印如下