objective-c - Objective-C 上局部静态变量的线程安全

Question

因为以下代码是 Objective-C 上用于创建实例并确保它是线程安全的相当常见的模式。 但是，此线程安全基于一个重要条件，即编译器保证局部静态变量是线程安全的，这意味着静态 _sharedCache 指针将保证以线程安全的方式创建，但是我不能找出有关此的任何文档。有谁能给我提供更有把握的证据吗？ (由于这里的人一直关注我一开始使用的可变集，所以我只是将其更改为 NSCache，这真的不是重点。我在这里谈论创建本地静态指针的线程安全 (不是这个指针指向的实例))

+ (NSCache*)sharedCache {
  static NSCache* _sharedCache = nil;
  static dispatch_once_t onceToken;
  dispatch_once(&onceToken, ^{
    _sharedCache = [[NSCache alloc] init];
  });
  return _sharedCache;
}

以防我没有把竞争条件描述清楚，考虑两个线程同时调用这个API，同时检查这个静态_sharedCache指针是否存在，如果不存在，他们将自己创建一个新的静态指针。那么这里可能是NSMutableSet的两个静态指针，即使dispatch_once保证了实例初始化只发生了一次，也就是只针对这两个静态指针中的一个，然后在dispatch_once block 之后，第一个调用者得到了满意的结果，但是第二个调用者只返回一个 nil 指针；

考虑这种情况，A和B是两个线程，同时输入这段代码，A查看这里的静态指针“_sharedSet”，发现这里没有这个指针，(指针是unsigned long的一个实例)，所以创建一个并为其分配0，现在该指针存储在内存地址(0xAAAAAAAA)中，同时B做了相同的行为，在堆中创建了一个静态指针但内存地址为(0xBBBBBBBB)，然后dispatch_once阻塞了两个线程直到它完成，所以它为创建的 NSSet 实例分配了一个新的指针值，并将该值分配给地址 0xAAAAAAAA，但是地址 0xBBBBBBBB 上的值仍然为 0，因为没有人更新它，所以线程 B 只返回一个 nil。所以基本上我的问题不是关于 dispatch_once 的怀疑，而是关于创建局部静态变量的线程安全性的双重问题，这是 C++ 上的一个有效问题，直到 C11 解决了它。不知道Clang是否也注意到了这个问题。

而且这个问题真的不是dispatch_once，而是local static variable，是具体的non-object variable，如这里所说的pointer，或者换个方式问，如果下面的代码在竞争线程中调用，这个"_intBuffer"是否会保证在堆中只有一个实例？

    +(int)sharedIntBuffer {
        static int _intBuffer = 0;
        return _intBuffer;
    }

Answer 1

您的代码更大的潜在问题是您正在共享一个可变集。正如 gnasher 解释的那样，您显示的使用 dispatch_once() 分配集合的代码很好，原因在那个答案中解释过。但是一旦完成，您就可能跨线程共享一个可变集。除非您采取措施同步对该集合的访问，否则您很容易遇到两个或多个线程同时更改该集合的问题。防止此类问题的最简单、最可靠的方法是将集合封装在一个类中，以确保以线程安全的方式访问集合，例如使用串行调度队列。