iOS使用多線程提高數據并發訪問 之七

活躍性

活躍性是指好的事情最終會發生。例如，如果你代碼的目標是確保你能夠持續從數組中push和pop對象，問題是這個過程是否能夠永遠工作。使用鎖帶來的問題是鎖會引起系統中所有線程一直等待 -- 換句話說，就是死鎖。如果你能保證你應用的活躍性，那么死鎖應該永遠都不會發生。

問題

想象你有兩個線程：A和B。在Astart之前，A一直等待B結束。但是，在線程B繼續運行之前，B一直等待線程A結束。

對于一個實際的例子，你可以在Listing 6-7中查看它的代碼。注意push和pop線程被同一對象鎖住，即lockedObj。圖6-7顯示了這兩個線程是如何在同一個對象上鎖住，并永遠的互相等待。

在新的例子中你可以看到，pop線程一直在while循環上等待，因為storages數組的大小為0。同時push線程不能往數組中添加對象，因為代碼被對象lockedObj鎖住了。push線程現在必須等待pop線程執行完，然后把鎖歸還給lockedObj對象。因此，這兩個線程停止，然后永遠的等待對方。這里有一些死鎖問題的解決辦法。

如果你的代碼發生了死鎖，你不能再使用@synchronized(lockedObj)，因為這樣直接使用是不能避免死鎖的。

• NSLock：你可以使用它來保護并發訪問的代碼塊，就像使用@synchronized(obj)那樣，但是當這部分代碼lock和unlock時，你能夠控制它。

• NSCondition：這對于生產者和消費者模式是非常有用的，就像前面顯示的push和pop這個例子。

NSLock 解決辦法

你可以有兩種使用方式，lock或tryLock。使用lock的方法，這個方法不能在獲取鎖，它會停止，然后等待直到它獲取到鎖。使用tryLock，如果方法返回NO，意味著鎖已經被其他線程占有，調用的線程不能獲取它。

它已經測試了，如果獲取到鎖就繼續執行。如果你沒有獲取到鎖，一切正常，線程會繼續執行其他沒有使用鎖的代碼。

NSCondition 解決辦法

使用NSLock，你會看到通過使用[testLock lock]來獲取一個鎖；你不能停止或掛起你的線程來等待一些條件。你唯一能做的就是繼續執行直到你釋放鎖，這樣其他線程才能獲取鎖執行。

再看看push，pop這個例子。讓線程不停的運行檢查數組是否有數據，效率是不高的。在循環中，如果線程發現數組中沒有數據，它應該停止然后等待數組有數據了，就把它給取出來。這種方法的好處是你能夠掛起你的線程，而不會浪費系統的資源。

為了讓一個線程停止，等待，還有同時返回一個鎖，你需要使用NSCondition。Listing 6-8 演示了如何使用NSCondition來執行push，pop這個例子。

還有其他的鎖機制，如NSRecursiveLock和NSConditionLock，但是使用NSLock和NSCondition在大部分情況下就足夠了。對于線程，你應該總是簡單明了，因為多線程會在你的代碼中引入不確定的bug。

死鎖

使用鎖可能會導致死鎖的發生。死鎖就像前面介紹的那樣，但是更多的情況是，有兩個或多個鎖時，然后線程之間相互等待。

圖6-8演示了線程1獲取object1對象鎖和線程2獲取object2對象鎖的解決辦法。然后線程1想要獲取object2的鎖，但是必須等待線程2釋放這個鎖。同時，線程2想要獲取object1的鎖，但是必須等待線程1釋放這個鎖。正如你看到的，兩個線程互相等待，沒有一個能繼續運行。

有一些方法能夠解決死鎖問題，比如reordering threads；minimize locking；a bigger lock；tryLock；time out for locking。這些機制都不難實現；下面的這些圖能夠幫助你理解他們是如何工作的。

在圖6-9中，最簡單的方式就是對線程重排序，然后順序鎖定，這樣只有當一個使用lock2的線程結束時，其他線程才能獲取鎖，然后繼續執行。

但是，如果你的方法結構是固定的，有一些代碼是屬于第三方庫，很難重排序鎖或修改代碼。

接下里的一種方法是只有你確實需要鎖住的那部分才嘗試鎖住。這中方法使的鎖住的部分最小，如圖6-10.

如果有代碼或想把你不需要鎖住的代碼單獨分離出來，這種方式是很容易實現的。注意它會使你的代碼變得更復雜。

另外一種方法是，在其他鎖上實現另外一個更大的鎖。這允許其他線程嘗試同時訪問同樣的鎖。例如，在圖6-11中，由于一個新的更大的鎖，線程2現在必須等待線程1完成，在它能獲取其他鎖或運行必要的代碼之前。在正常的代碼中，如果能夠從更小的鎖中移除，用更大的鎖取代，你應該這樣做，當它能夠減少代碼的復雜性時。這種機制通常使用在，當你需要在庫（你不能或不想修改庫中的代碼）中防止死鎖時。

你應該嘗試使用tryLock。使用tryLock，如果一個線程不能獲取到鎖，它不會停止和等待。線程能夠繼續執行線程中的其他代碼。這是一個使用tryLock的例子：

我介紹的最后一種方法是使用超時，盡管還有很多其他的方法來防止死鎖。在objective-c中，你可以指定線程來等待，直到你能獲取到鎖或需要等待結束的時間。使用lockBeforeDate方法能幫助你達到這個目的。調用這個方法的線程將會阻塞直到你能獲取到鎖。如果參數中指定的NSDate實例發生了，但是線程還沒有獲取到鎖，它會繼續執行。這在死鎖時會有幫助；你的線程能夠繼續執行，這可能會有一些小的風險，但是不可能發生死鎖。