ios 基于 key 创建写锁

Question

我知道使用 dispatch_barrier_async 来锁定给定的资源，但在我的例子中它不是一个好的候选者，因为我不是在修改共享数据结构，而是修改磁盘上的资源并且不不想阻塞整个队列，而只是阻塞一个给定的键，因为操作可能需要很长时间。我不确定文件系统如何从多个线程同时访问同一个文件(按名称)，并且在文档中找不到明确的答案，只是最佳实践。我想我想按“文件名”锁定 - 并且缺少方法“tryLock(key)”

类似于:

-(void)readFileAtPath:(NSString *)path completion:(void(^)(NSData *fileData))completion
{
   dispatch_async(self.concurrentQueue,^{
       // acquire the lock for a given key and block until can acquire
       trylock(path);
       NSData *fileData = [self dataAtPath:path];
       unlock(path);
       completion(fileData);
   });
}

-(void)writeData:(NSData *)data toPath:(NSString *)path completion:(void(^)())completion
{
    dispatch_async(self.concurrentQueue,^{
        // if someone is reading the data at 'path' then this should wait - otherwise should write
        trylock(path);
        [data writeToFile:path atomically:YES];
        unlock(path);
        completion();
    });
}

编辑:

@synchronized 会这样做吗？这是一个合适的用例吗？

Answer 1

如果你想创建“作用域队列”，就去做吧。为每个文件创建一个串行队列，并让它们以您的并发队列为目标。它可能看起来像这样:

@interface Foo : NSObject
@property (readonly) dispatch_queue_t concurrentQueue;
@end

@implementation Foo
{
    NSMutableDictionary* _fileQueues;
    dispatch_queue_t _dictGuard;
}

@synthesize concurrentQueue = _concurrentQueue;

- (instancetype)init
{
    if (self = [super init])
    {
        _concurrentQueue = dispatch_queue_create(NULL, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
        _dictGuard = dispatch_queue_create(NULL, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
        _fileQueues = [[NSMutableDictionary alloc] init];
    }
    return self;
}

- (dispatch_queue_t)queueForFile: (NSString*)path
{
    __block dispatch_queue_t retVal = NULL;
    dispatch_sync(_dictGuard, ^{
        retVal = _fileQueues[path];
        if (!retVal)
        {
            retVal = dispatch_queue_create(path.UTF8String, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
            dispatch_set_target_queue(retVal, self.concurrentQueue);
            _fileQueues[path] = retVal;
        }
    });
    return retVal;
}

- (void)doStuff: (id)stuff withFile: (NSString*)path
{
    dispatch_queue_t fileQueue = [self queueForFile: path];
    dispatch_async(fileQueue, ^{
        DoStuff(stuff, path);
    });
}

@end

就是说，这个每个文件队列的东西有一点“代码味道”，特别是如果它旨在提高 I/O 性能。就在我的脑海中，为了获得最佳性能，感觉每个物理设备都有一个队列比每个文件有一个队列更好。通常情况下，您作为开发人员并不比操作系统/系统框架更了解如何协调文件系统访问，因此您肯定希望在之前和之后进行衡量，以确保这种方法确实提高了您的性能。当然，有时您会知道一些操作系统不知道的事情，但您可能想寻找一种方法为操作系统提供该信息，而不是重新发明轮子。在读写性能方面，如果您使用 dispatch_io channel 来读取和写入文件，您将向 GCD 提供最佳协调文件访问所需的信息。

我还想到您可能也在尝试“保护应用程序不受其自身影响”。就像，如果您将磁盘用作缓存，其中多个任务可能同时访问该文件，您可能需要保护一个读取器免受另一个写入器的影响。如果是这种情况，您可能希望寻找一些现有的框架来解决需求，而不是自行开发。此外，在此用例中，您可能需要考虑在应用程序内管理您的范围，而只是 mmap一个大文件，但这种方法的成本/ yield 将取决于文件的粒度。

如果没有关于应用程序的更多上下文，很难说更多。

对于您的后续问题:@synchronized 可以用于实现此目的，但并非没有与上面发布的 GCD 方式相同的机制。原因是@synchronized(foo)在 foo 上同步通过身份(指针相等)而不是值相等(即-isEqual:)，所以NSString和 NSURL (用于引用文件的两个最明显的对象)具有值语义，使它们成为不佳的候选对象。使用 @synchronized 的实现可能看起来像这样:

@interface Bar : NSObject
@property (readonly) dispatch_queue_t concurrentQueue;
@end

@implementation Bar
{
    NSMutableDictionary* _lockObjects;
    dispatch_queue_t _dictGuard;
}

- (instancetype)init
{
    if (self = [super init])
    {
        _concurrentQueue = dispatch_queue_create(NULL, DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
        _dictGuard = dispatch_queue_create(NULL, DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
        _lockObjects = [[NSMutableDictionary alloc] init];
    }
    return self;
}

@synthesize concurrentQueue = _concurrentQueue;

- (id)lockForFile: (NSString*)path
{
    __block id retVal = NULL;
    dispatch_sync(_dictGuard, ^{
        retVal = _lockObjects[path];
        if (!retVal)
        {
            retVal = [[NSObject alloc] init];
            _lockObjects[path] = retVal;
        }
    });
    return retVal;
}

- (void)syncDoStuff: (id)stuff withFile: (NSString*)path
{
    id fileLock = [self lockForFile: path];
    @synchronized(fileLock)
    {
        DoStuff(stuff, path);
    }
}

- (void)asyncDoStuff: (id)stuff withFile: (NSString*)path
{
    id fileLock = [self lockForFile: path];
    dispatch_async(self.concurrentQueue, ^{
        @synchronized(fileLock)
        {
            DoStuff(stuff, path);
        }
    });
}

@end

您会看到我创建了两种方法来做事，一种是同步的，另一种是异步的。 @synchronized提供互斥机制，但不是异步调度机制，所以如果你想要并行，你仍然必须从 GCD(或其他东西)获得它。总而言之，虽然你可以 使用 @synchronized要做到这一点，现在这不是一个好的选择。它明显比等效的 GCD 机制慢。关于唯一一次@synchronized现在有用的是作为实现递归锁定的语法快捷方式。也就是说，许多聪明人认为递归锁定是一种反模式。 (有关原因的更多详细信息，请查看 this link。)它的长短是 @synchronized。不是解决这个问题的最佳方法。