线程同步之读写锁
这是并发控制方案的系列文章，介绍了各种锁的使用及优缺点。
OSSpinLock、os_unfair_lock、pthread_mutex_t、pthread_cond_t、pthread_rwlock_t 是值类型，不是引用类型。这意味着使用 = 会进行复制，使用复制的可能导致闪退。pthread 函数认为其一直处于初始化的内存地址，将其移动到其他内存地址会产生问题。使用copy的OSSpinLock不会崩溃，但会得到一个全新的锁。
如果你对线程、进程、串行、并发、并行、锁等概念还不了解，建议先查看以下文章：
读写锁（readers-writer）是计算机程序并发控制的一种同步机制，用于解决读写问题。
当多个线程并行访问共享资源时，有些线程执行读操作、有些线程执行写操作，这时会出现读写问题。多个线程同时读共享资源不会出现问题，但有线程写时其他线程必须等待，否则会损坏数据。
读写锁允许并行读、串行写。与互斥锁的一次只有一个线程执行操作相比，性能更高。比如构建缓存系统，将网络资源写入缓存，后期从缓存读取资源。缓存系统必须线程安全，允许并行读取，串行写入。
这篇文章将介绍pthread_rwlock_t和 dispatch barrier 两种实现读写锁的方案。
pthread_rwlock_init(pthread_rwlock_t *rwlock, const pthread_rwlockattr_t *attr)函数使用 attr 属性初始化 rwlock 读写锁。如果 attr 为 nil，则使用默认属性初始化读写锁。
初始化后 rwlock 可以使用任意次数。初始化已经初始化的 rwlock，会产生无法预期的后果。使用未初始化的 rwlock，会产生无法预期的后果。
pthread_rwlock_t初始化方法如下：
private var rwLock = pthread_rwlock_t()
override init() {
pthread_rwlock_init(&rwLock, nil)
super.init()
}
pthread_rwlock_rdlock()函数为读写锁添加读锁。如果没有写锁已经加锁、队列中也没有写锁，该函数为读写锁添加读锁。如果读写锁未被写锁加锁，且队列中有写锁时，无法确定pthread_rwlock_rdlock()是否会加锁。如果写锁已经加锁，则pthread_rwlock_rdlock()函数不会捕获读写锁。如果读锁未能捕获读写锁，则线程会堵塞在pthread_rwlock_rdlock()，直到读锁加锁成功。如果当前线程已经添加了写锁，再次调用pthread_rwlock_rdlock()函数结果将无法定义。
一个线程可以同时多次持有读锁，解锁时需调用对应次数的pthread_rwlock_unlock()。
// 添加读锁
pthread_rwlock_rdlock(&rwLock)
pthread_rwlock_tryrdlock()函数像pthread_rwlock_rdlock()函数一样添加读锁，但当有写锁持有、等待读写锁时，则会直接失败。
pthread_rwlock_wrlock()函数将读写锁锁定为写状态。如果当前没有线程（包括读锁、写锁）持有读写锁，写锁加锁成功。否则，会堵塞线程直到成功。如果当前线程（包括读锁、写锁）已经持有读写锁，再次调用写锁会导致无法预期的结果。
// 添加写锁
pthread_rwlock_wrlock(&rwLock)
pthread_rwlock_trywilock()函数与pthread_rwlock_wrlock()相似，但当有线程（包括读锁、写锁）持有读写锁时，pthread_rwlock_trywilock()函数会立即返回错误。
pthread_rwlock_unlock()函数用于解锁读写锁。如果线程没有持有读写锁，调用pthread_rwlock_unlock()会产生无法预期的错误。
调用pthread_rwlock_unlock()函数解锁读锁后，如果还有其他读锁持有读写锁，则读写锁仍处于读状态。如果pthread_rwlock_unlock()函数释放了当前线程的最后一个读锁，则当前线程不再是该读写锁的持有者。如果pthread_rwlock_unlock()释放了最后一个读锁，则读写锁进入未加锁状态。
调用pthread_rwlock_unlock()函数解锁写锁后，读写锁进入未加锁状态。
如果调用pthread_rwlock_unlock()函数后锁进入未加锁状态，同时有多个线程等待添加写锁，调度策略决定哪个线程获取写锁。如果有多个线程等待添加读锁，调度策略决定线程进入顺序。如果多个线程等待添加读锁、写锁，则无法确定是读锁还是写锁先加锁。
pthread_rwlock_unlock(&rwLock)
pthread_rwlock_destroy()函数销毁读写锁，及读写锁使用的资源。销毁后可以使用pthread_rwlock_init()再次初始化锁，任何其他方式使用已销毁的锁都会产生无法预期的后果。
当读写锁处于加锁状态时，调用pthread_rwlock_destroy()会产生无法预期的后果。销毁未初始化的锁，会产生无法预期的后果。
pthread_rwlock_destroy(&rwLock)
GCD 提供、管理执行任务的队列。这种抽象隐藏了线程管理，开发者只需专注于构建任务序列。
在保护临界区域时，GCD 提供了 dispatch barrier。当执行 barrier 任务时，队列中所有其他任务都会等待。没有执行 barrier 任务时，其他任务并行执行。
如果你对 GCD 不了解，可以查看我的另一篇文章：Grand Central Dispatch的使用。
Dispatch barrier 必须用在自定义并发队列中。如果用在全局队列中，将起不到屏障作用。串行队列一次执行一个任务，无需使用 barrier。
创建并发队列方法如下：
private var barrierQueue = DispatchQueue.init(label: "BarrierQueue", qos: .utility)
Dispatch barrier 使用dispatch_barrier_async和dispatch_barrier_sync函数控制写操作。上述函数和dispatch_sync和dispatch_async类似，独特之处在于用在自定义并发队列时，使用 barrier 函数提交的任务串行执行，并且会等待当前执行中的任务执行完毕才开始。当 barrier 任务执行完毕后，恢复并行执行。
串行序列没有必要使用 barrier 函数，因为串行序列本身一次只会执行一个任务。由于系统也在使用全局队列，barrier 会堵塞其他任务执行，因此在全局队列中使用 barrier 将起不到屏障作用。此时，效果完全等价于dispatch_sync和dispatch_async。
barrierQueue.async(flags: .barrier) {
sleep(1)
print("write")
}
使用 barrier 后可以确保只有一个线程进入临界区域，确保线程安全。
使用sync函数直接读锁即可：
barrierQueue.async {
sleep(1)
print("read")
}
点击这里可以查看关于 barrier 更详细介绍。
Demo名称：Synchronization
源码地址：https://github.com/pro648/BasicDemos-iOS/tree/master/Synchronization
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参考资料：