线程同步之递归锁
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：
递归锁（Recursive Lock）也称为可重入互斥锁（reentrant mutex），是互斥锁的一种，同一线程对其多次加锁不会产生死锁。递归锁会使用引用计数机制，以便可以从同一线程多次加锁、解锁，当加锁、解锁次数相等时，锁才可以被其他线程获取。
上一篇文章介绍的
pthread_mutex_t和NSLock，在同一线程多次加锁，均会导致死锁。
这篇文章包含两种实现互斥锁的方案：pthread_mutex_t和NSRecursiveLock。
在上一篇文章互斥锁部分已经介绍过pthread_mutex_t。当 mutex type 为PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE时，mutex 为递归锁。
如果你对
pthread_mutex_t不了解，推荐查看：线程同步之互斥锁
当线程首次获取到锁时，锁计数为1。该线程每加锁一次，计数加一。该线程解锁一次，计数减一。当计数为0时，锁将可被其他线程获取。如果线程尝试解锁未加锁的锁，或者该线程未获取到的锁，会返回错误。
初始化锁前需先初始化pthread_mutexattr_t，并设定pthread_mutexattr_settype()：
// 初始化属性
var attr = pthread_mutexattr_t()
pthread_mutexattr_init(&attr)
pthread_mutexattr_settype(&attr, PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE)
初始化锁方法如下：
private var recursiveMutex = pthread_mutex_t()
override init() {
// 初始化锁
pthread_mutex_init(&recursiveMutex, &attr)
}
不再使用的属性需要销毁：
// 销毁属性
pthread_mutexattr_destroy(&attr)
这里的加锁、解锁方法与互斥锁一致。
override func otherTest() {
pthread_mutex_lock(&recursiveMutex)
struct Holder {
static var count = 0
}
Holder.count += 1
print("count = \(Holder.count)")
if Holder.count < 10 {
self.otherTest()
}
pthread_mutex_unlock(&recursiveMutex)
}
销毁递归锁与销毁互斥锁方法一致。
deinit {
pthread_mutex_destroy(&recursiveMutex)
}
NSRecursiveLock使用 POSIX thread 实现锁，是对 pthread_mutex_t 的封装。NSRecursiveLock也遵守了NSLocking协议。
使用以下方法初始化锁：
private var recursiveLock = NSRecursiveLock()
在GNUstep的NSLock.m文件中，其初始化代码如下：
- (id) init
{
if (nil != (self = [super init]))
{
if (0 != pthread_mutex_init(&_mutex, &attr_recursive))
{
DESTROY(self);
}
}
return self;
}
NSRecursiveLock类有lock()、lock(before:)、try()三种方式初始化锁，与NSLock相同。
这里使用lock()加锁：
recursiveLock.lock()
在 GNUstep 的NSLock.m文件中，上述三种加锁方法代码如下：
#define MLOCK \
- (void) lock\
{\
int err = pthread_mutex_lock(&_mutex);\
if (EDEADLK == err)\
{\
(*_NSLock_error_handler)(self, _cmd, YES, @"deadlock");\
}\
else if (err != 0)\
{\
[NSException raise: NSLockException format: @"failed to lock mutex"];\
}\
}
#define MLOCKBEFOREDATE \
- (BOOL) lockBeforeDate: (NSDate*)limit\
{\
do\
{\
int err = pthread_mutex_trylock(&_mutex);\
if (0 == err)\
{\
CHK(Hold) \
return YES;\
}\
sched_yield();\
} while ([limit timeIntervalSinceNow] > 0);\
return NO;\
}
#define MTRYLOCK \
- (BOOL) tryLock\
{\
int err = pthread_mutex_trylock(&_mutex);\
if (0 == err) \
{ \
CHK(Hold) \
return YES; \
} \
else \
{ \
return NO;\
} \
}
必须在加锁的线程调用unlock()解锁，在其他线程解锁会产生无法预期的错误，解锁未获取到的锁也会产生错误。
override func otherTest() {
recursiveLock.lock()
struct Holder {
static var count = 0
}
Holder.count += 1
print("count = \(Holder.count)")
if Holder.count < 10 {
self.otherTest()
}
recursiveLock.unlock()
}
在 GNUstep 的NSLock.m文件中，unlock()代码如下：
#define MUNLOCK \
- (void) unlock\
{\
if (0 != pthread_mutex_unlock(&_mutex))\
{\
[NSException raise: NSLockException\
format: @"failed to unlock mutex"];\
}\
CHK(Drop) \
}
上述加锁、解锁方式与
NSLock完全一致，只是锁不同。
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：