multithreading - 对类中变量的线程安全访问

Question

在一个可能有多个线程运行的应用程序中，并且不确定这些方法是否会在多线程环境下被访问的可能性，但为了安全起见，我已经做了一个测试类来演示一种情况。

一个方法有被编程为线程安全的(如果正确完成也请评论)但其余的不是。

在这种情况下，remove 和 add 中只有一行代码，是否有必要使它们成为线程安全的，或者是否要夸大其词。

import Foundation

class Some {}

class Test {
    var dict = [String: Some]()

    func has(key: String) -> Bool {
        var has = false
        dispatch_sync(dispatch_queue_create("has", nil), { [unowned self] in
            has = self.dict[key] != nil
        })
        return has
    }

    func remove(key: String) -> Some {
        var ob = dict[key]
        dict[key] = nil
        return ob
    }

    func add(key: String, ob: Some) {
        dict[key] = ob
    }
}

评论后编辑

class Some {}

class Test {
    var dict = [String: Some]()
    private let queue: dispatch_queue_t = dispatch_queue_create("has", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT)

    func has(key: String) -> Bool {
        var has = false
        dispatch_sync(queue) {
            has = self.dict[key] != nil
        }
        return has
    }

    func remove(key: String) -> Some? { //returns
        var removed: Some?
        dispatch_barrier_sync(queue) {
            removed = self.dict.removeValueForKey(key)
        }
        return removed
    }

    func add(key: String, ob: Some) { //not async
        dispatch_barrier_sync(queue) {
            self.dict[key] = ob
        }
    }
}

Answer 1

您检查 key 是否存在的方式不正确。您每次都在创建一个新队列，这意味着操作不会同步发生。

我的做法是这样的:

class Some {}

class Test {
    var dict = [String: Some]()
    private let queue: dispatch_queue_t = dispatch_queue_create("has", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT)

    func has(key: String) -> Bool {
        var has = false
        dispatch_sync(queue) { [weak self] in
            guard let strongSelf = self else { return }

            has = strongSelf.dict[key] != nil
        }

        return has
    }

    func remove(key: String) {
        dispatch_barrier_async(queue) { [weak self] in
            guard let strongSelf = self else { return }

            strongSelf.dict[key] = nil
        }
    }

    func add(key: String, ob: Some) {
        dispatch_barrier_async(queue) { [weak self] in
            guard let strongSelf = self else { return }

            strongSelf.dict[key] = ob
        }
    }
}

首先，我正在创建一个串行队列，它将用于访问作为对象属性的字典，而不是每次都创建一个新队列。该队列是私有(private)的，因为它仅在内部使用。

当我想从类中获取一个值时，我只是将一个 block 同步分派(dispatch)到队列并等待 block 完成，然后再返回队列是否存在。由于这不会改变字典，因此这种类型的多个 block 在并发队列上运行是安全的。

当我想在字典中添加或删除值时，我将 block 添加到队列中但带有障碍。这样做的目的是在队列运行时停止队列中的所有其他 block 。完成后，所有其他 block 可以同时运行。我正在使用异步调度，因为我不需要等待返回值。

假设您有多个线程试图查看键值是否存在或添加或删除值。如果您有很多读取操作，那么它们会同时发生，但是当运行其中一个将更改字典的 block 时，所有其他 block 将等待此更改完成，然后再次开始运行。

这样，在取值时既有并发运行的速度和便利性，也有字典变化时阻塞的线程安全性。

编辑添加

self 在 block 中被标记为 weak，因此它不会创建引用循环。正如评论中提到的@MartinR；有可能对象在 block 仍在队列中时被释放，如果发生这种情况，则 self 未定义，并且您可能会在尝试访问字典时遇到运行时错误，因为它也可能被释放。

通过在 block 内声明self设置为weak，如果对象存在，则self不会为nil，并且可以有条件地解包成strongSelf 指向 self 并且还创建了一个强引用，因此 self 在执行 block 中的指令时不会被释放。当这些指令完成时，strongSelf 将超出范围并释放对 self 的强引用。

这有时被称为“强势 self ，弱势 self 舞蹈”。

再次编辑:Swift 3 版本

class Some {}

class Test {
    var dict = [String: Some]()
    private let queue = DispatchQueue(label: "has", qos: .default, attributes: .concurrent)

    func has(key: String) -> Bool {
        var has = false
        queue.sync { [weak self] in
            guard let strongSelf = self else { return }

            has = strongSelf.dict[key] != nil
        }

        return has
    }

    func remove(key: String) {
        queue.async(flags: .barrier) { [weak self] in
            guard let strongSelf = self else { return }

            strongSelf.dict[key] = nil
        }
    }

    func add(key: String, ob: Some) {
        queue.async(flags: .barrier) { [weak self] in
            guard let strongSelf = self else { return }

            strongSelf.dict[key] = ob
        }
    }
}