《iOS底层原理文章汇总》
上一篇文章《iOS-底层原理26-GCD补充和锁》介绍了GCD调度组和dispatch_source以及@synchronized锁的底层原理，本文接着介绍其他锁以及Block底层原理

1.NSLock遵循NSLocking协议，协议中有两个方法- (void)lock,- (void)unlock,查看NSLock源码，通过查看汇编和bt堆栈信息无法确定来自于哪个库

image.png

image.png

image.png

通过下符号断点lock知道NSLock源码来自于Foundation,OC的Foundation源码没有开源,Swift的Foundation源码开源了，查看源码得到,lock直接调用互斥锁的pthread_mutex_lock，unlock直接调用互斥锁的pthread_mutex_unlock并广播出去状态,NSLock的性能仅次于pthread_mutex

image.png

image.png

image.png

• NSLock不能有递归的特性:若锁在递归中会堵塞,分为两种情况:
  1.线程一直锁下去没有回来，线程2一直锁下去
  2.死锁是两个线程间相互锁住线程相互等待:线程2锁了几次后，线程3进入lock，线程3能够执行下去，被2大括号内锁住了，线程2要往下执行等3执行完毕unlock,3要等2unlock,相互等待

  
  
  image.png
  
  
  image.png
  
  

  可以用递归锁@synchronized代替

  
  
  image.png
  
  可以用互斥锁NSRecursiveLock代替,查看NSRecursiveLock源码，发现lock和unlock方法和NSLock一模一样,初始化时指名为PTHREAD_MUTEX_RECURSIVE,标识为递归锁, NSLock没有指明,为默认值，递归锁主要为了解决循环嵌套形式，
  
  image.png
  
  
  image.png
  
  
  image.png
  
  NSRecursiveLock递归锁的特性不如@synchronized，NSLock放到递归里面会死锁,NSRecursiveLock放到递归里面单线程OK,单线程中记录了任务被锁的次数
  
  image.png
  
  

  多线程会崩溃，同时有多个线程进行锁的操作，递归能一层一层返回
  线程3，线程4没有一层一层返回的递归特性，造成等待崩溃

  
  
  image.png
  
  @synchronized对于多线程的适用性更加强,除了有单一线程的lockCount外还有一个lockThread，从而能在多线程中间相互等待
  
  image.png
  
  简单场景使用NSLock,嵌套场景使用@synchronized,掌握好的情况使用NSRecursiveLock,性能更优越

2.NSCondition:防止生产者和消费者发生错乱，使用条件锁,若不使用，在异步线程中会发生生产消费者错乱

image.png

image.png

加上条件锁后，数据正常访问,生产者为0，消费者进入等待状态，生产者大于0，给消费者发送信号，消费者开始消费

image.png

3.NSConditionLock,通过条件值的传递来使多线程中的任务按顺序执行，2和3的执行顺序不确定,若对2中的任务进行睡眠,则3可能优先执行

image.png

image.png

image.png

4.条件变量和条件锁有什么关系，汇编arm64,底层原理

• 1.打下断点跟汇编[conditionLock lockWhenCondition:2]进入msg_Send,对象类型的指针可以通过强转的方式变为函数名------真机调试
  I.第一步进入方法NSCondition`-[ViewController lg_testConditonLock]

image.png

II.第二步进入-[NSConditionLock lockWhenCondition:]:,开始跳到关于Date,distantFuture进行等待的信息

image.png

image.png

III.进入方法-[NSConditionLock lockWhenCondition:beforeDate:]传入参数1

image.png

image.png

IV.目的
A.[NSCondition lock]要调用

image.png

B.value 1VS2 要匹配
1存在于寄存器中[conditionLock lockWhenCondition:1]，2存在于条件锁的属性中NSConditionLock *conditionLock = [[NSConditionLock alloc] initWithCondition:2],先要取出2的值进行比较，会调用方法

image.png

image.png

image.png

image.png

image.png

image.png

• 2.swift源码分析:判断值是否相等，不相等会一直等待,若相等，调用解锁，下层调用pthread

  
  
  image.png
  
  
  image.png
  
  

  [conditionLock unlockWithCondition:1]将值置为1后进行广播,通知正在进行等待的任务

  
  
  image.png
  
  
  image.png

5.锁的归类

image.png

image.png

读写锁

image.png

image.png

对锁的依赖程度大，优先考虑NSLock，苹果重写自旋锁

Block

1.三种不同类型的Block
<NSGlobalBlock: 0x103ac2088>NSGlobalBlock是编译时期的类型，通过运行时期的打印会更加直接，没有捕获外界变量相当于函数区域,直接放在全局区方便直接调用,当访问外部变量，进行了block相应的拷贝到相应的区域，强引用，block的类型就变为NSMallocBlock，若是弱引用，就是在栈区了是NSStackBlock
<NSMallocBlock: 0x6000033356b0>
<NSStackBlock: 0x7ffee91644b0>当没有拷贝，没有进行重写的时候就是栈区Block,iOS14之前Block为NSStackBlock,iOS14之后Block为NSMallocBlock，用__weak修饰才为NSStackBlock

image.png

image.png

image.png

image.png

image.png

image.png