iOS 线程安全之@synchronized同步锁

//  先看问题
- (NSString *)xua {
    if (!_xua) {
        @synchronized (_xua) {
            if (!_xua) {
                _xua = [TAFManager XUA];
            }
        }
    }
    return _xua;
}

这段代码有什么问题吗？为了保持线程同步，需要给对象加锁。对@synchronized: 防止不同的线程同时执行同一段代码。

结果

上面的线程会存在_xua为nil的情况（第一次获取值的时候），当被锁定的对象为nil时，其实@synchronized是无作用的，也就是不能保证线程安全。

原理

我对 @synchronized的实现十分好奇并搜了一些它的细节。我找到了一些答案，但这些解释都没有达到我想要的深度。锁是如何与你传入 @synchronized 的对象关联上的？@synchronized会保持（retain，增加引用计数）被锁住的对象么？假如你传入 @synchronized 的对象在 @synchronized 的block里面被释放或者被赋值为 nil 将会怎么样？这些全都是我想回答的问题。而我这次的收获，会要你好看。
@synchronized 的文档告诉我们， @synchronized block 在被保护的代码上暗中添加了一个异常处理。为的是同步某对象时如若抛出异常，锁会被释放掉。@synchronized block 会变成 objc_sync_enter和 objc_sync_exit的成对儿调用。我们不知道这些函数是干啥的，但基于这些事实我们可以认为编译器将这样的代码：

@synchronized(obj) {
    // do work
}
转化成这样的东东
@try {
    objc_sync_enter(obj);
    // do work
} @finally {
    objc_sync_exit(obj);    
}

objc_sync_enter 和 objc_sync_exit 是啥？它们是如何实现的？在 Xcode 中按住 Command 键单击它们，然后进到了，里面有我们感兴趣的这两个函数：

/** 
 * Begin synchronizing on 'obj'.  
 * Allocates recursive pthread_mutex associated with 'obj' if needed.
 * 
 * @param obj The object to begin synchronizing on.
 * 
 * @return OBJC_SYNC_SUCCESS once lock is acquired.  
 */
OBJC_EXPORT int
objc_sync_enter(id _Nonnull obj)
    OBJC_AVAILABLE(10.3, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);

/** 
 * End synchronizing on 'obj'. 
 * 
 * @param obj The object to end synchronizing on.
 * 
 * @return OBJC_SYNC_SUCCESS or OBJC_SYNC_NOT_OWNING_THREAD_ERROR
 */
OBJC_EXPORT int
objc_sync_exit(id _Nonnull obj)
    OBJC_AVAILABLE(10.3, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);

不过，objc_sync_enter的文档告诉我们一些新东西： @synchronized 结构在工作时为传入的对象分配了一个递归锁。分配工作何时发生，如何发生呢？它怎样处理 nil？幸运的是 Objective-C runtime 是开源的，所以我们可以马上阅读源码并找到答案！

注：递归锁在被同一线程重复获取时不会产生死锁。
想深入了解，有个叫做 NSRecursiveLock 的现成的类也是这样的，你可以试试。
你可以在这里找到 objc-sync 的全部源码。

iOS 线程安全之@synchronized同步锁

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