什么是线程死锁
在讲解线程死锁前，首先看下面代码有什么问题?
int main(int argc, char * argv[]) { NSLog(@"1"); dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{ NSLog(@"2"); }); NSLog(@"3"); return 0; }
在上述代码中，main函数中第二句代码在主线程上使用了dispatch_sync同步向主线程派发任务，而同步派发要等到任务完成后才能返回，阻塞当前线程。也就是说，执行到此处，主线程被阻塞，同时又要等主线程执行完成该任务，造成主线程自身的等待循环，也就是死锁。程序运行到此处会崩溃。将dispatch_sync改为dispatch_async异步派发任务即可避免死锁，或者将任务派发到其他队列上而不是主队列。
dispatch_barrier_async的作用是什么
通过dispatch_barrier_async添加的操作会暂时阻塞当前队列，即等待前面的并发操作都完成后执行该阻塞操作，待其完成后后面的并发操作才可继续。可以将其比喻为一根霸道的独木桥，是并发队列中的一个并发障碍点，或者说中间瓶颈，临时阻塞并独占。注意，dispatch_barrier_async只有在并发队列中才能起作用，在串行队列中队列本身就是独木桥，将失去其意义。
dispatch_barrier_async阻塞队列
可见使用dispatch_barrier_async可以实现类似dispatch_group_t组调度的效果，同时主要的作用是避免数据竞争，高效访问数据。
/*创建并发队列*/ dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("test.concurrent.queue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT); /*添加两个并发操作A和B，即A和B会并发执行*/ dispatch_async(concurrentQueue, ^{ NSLog(@"OperationA"); }); dispatch_async(concurrentQueue, ^{ NSLog(@"OperationB"); }); /*添加barrier障碍操作，会等待前面的并发操作结束，并暂时阻塞后面的并发操作直到其完成*/ dispatch_barrier_async(concurrentQueue, ^{ NSLog(@"OperationBarrier!"); }); /*继续添加并发操作C和D，要等待barrier障碍操作结束才能开始*/ dispatch_async(concurrentQueue, ^{ NSLog(@"OperationC"); }); dispatch_async(concurrentQueue, ^{ NSLog(@"OperationD"); });
程序的输出结果为：
如何理解线程安全
在实际开发中，如果在程序中使用了多线程技术，那么有可能会遇到同一块资源被多个线程共享的情况，也就是多个线程可能会访问同一块资源，如多个线程访问同一对象、变量、文件等。因此，当多个线程访问同一块资源时，很容易会发生数据错误及数据不安全等问题。
要避免这种因争夺资源而导致的数据安全问题，需要使用“线程锁”来解决，即在同一时间段内，只允许一个线程来使用资源。在iOS开发中主要使用如下几种线程锁技术。
1.@synchronized关键字
使用@synchronized能够很方便地隐式创建锁对象。示例代码如下：
- (void)testSynchronized{ Animal *someone = [Animal new]; /*线程A*/ dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{ @synchronized (someone) { NSLog(@"线程 A=%@",[NSThread currentThread]); someone.name = @"123"; [NSThread sleepForTimeInterval:5]; } }); /*线程B*/ dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{ @synchronized (someone) { NSLog(@"线程 B=%@",[NSThread currentThread]); someone.name = @" "; } }); }
程序的输出结果为：
可以发现线程B访问资源的时间比线程A要晚5s。关键字@synchronized将实例对象someone设定为锁的唯一标识，只有标识相同时，才满足互斥。如果线程B中锁的标识改为其他对象，那么线程B将不会被阻塞。
2.NSLock
NSLock对象是iOS中为了保证临界资源的原子性操作和临界区的原子性执行而封装的。需要注意的是，NSLock对象中的unlock操作必须与lock操作使用相同的线程，否则会出现未知错误。此外，同一线程在lock之后，未unlock之前，再次lock会导致永久性死锁。
示例代码如下：
- (void)testNSLock { Animal *someone = [Animal new]; /*创建锁对象*/ NSLock *alock = [[NSLock alloc]init]; /*线程A*/ dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{ /*尝试上锁*/ if ([alock tryLock]) {//[alock lock] NSLog(@"线程 A=%@",[NSThread currentThread]); someone.name = @"123"; [NSThread sleepForTimeInterval:5]; /*开锁*/ [alock unlock]; } }); /*线程B*/ dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{ if ([alock tryLock]) {//[alock lock]; NSLog(@"线程 B=%@",[NSThread currentThread]); someone.name = @"123"; [alock unlock]; } }); }
程序的输出结果为：
结果显示线程B在等待线程A解锁之后，才会执行程序。如果线程B将lock和unlock方法去掉之后而不会被阻塞，那么这个和synchronized的一样，需要使用相同的锁对象才会互斥。
除了NSLock之外，iOS还提供了NSRecursiveLock类和NSConditionLock类，前者通常在递归操作中使用，后者可以创建一个指定开锁条件的锁对象，只有满足条件，才能开锁。
3.GCD
GCD提供了一种信号的机制，使用它可以创建锁。信号量是一个整型值并且具有一个初始计数值，可支持两个操作：信号通知和等待。当一个信号量被信号通知，其计数会被增加。当一个线程在一个信号量上等待时，线程会被阻塞（如果有必要），直至计数器大于零，然后线程会减少这个计数。
在GCD中有3个函数是semaphore的操作。
semaphore操作的3个函数
简单地介绍这3个函数，第一个函数有一个整型的参数，可以理解为信号的总量；
dispatch_semaphore_signal是发送一个信号，自然会让信号总量加1；
dispatch_semaphore_wait是等待信号，当信号总量少于0的时候就会一直等待，否则就可以正常地执行，并让信号总量-1。根据这样的原理，可以快速地创建一个并发控制来同步任务和有限资源访问控制。示例代码如下：
- (void)testGCD{ Animal *someone = [Animal new]; dispatch_semaphore_t semaphone = dispatch_semaphore_create(1); /*线程 A*/ dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{ /*等待，如果信号大于0，那么继续并减少一个信号*/ dispatch_semaphore_wait(semaphone, DISPATCH_TIME_FOREVER); NSLog(@"线程A=%@",[NSThread currentThread]); someone.name = @"123"; [NSThread sleepForTimeInterval:5]; /*信号加1*/ dispatch_semaphore_signal(semaphone); }); /*线程B*/ dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{ dispatch_semaphore_wait(semaphone, DISPATCH_TIME_FOREVER); NSLog(@"线程B=%@",[NSThread currentThread]); someone.name = @"456"; dispatch_semaphore_signal(semaphone); }); }
程序的输出结果为：
如何实现Cocoa中多线程的安全
Cocoa中多线程编程的实现如下：
1）Objective-C语言本身的NSThread。
2）基于C语言封装的GCD。
3）GCD的Objective-C封装NSOperation（NSOperationQueue)。
4）兼容C语言的pthread。
多线程的应用场景如下：
1）在避免主线程阻塞，影响界面流畅性时，会利用多线程将耗时操作放到后台等其他线程执行，执行结束后再同步到主线程。
2）大任务的分割并行要利用多线程实现，例如下载一张大图片，可以将图片分割成多个部分在多个线程上并行下载，下载完成后再拼接起来提高效率。
3）并发任务的实现需要多线程，指的是某些任务并非先后排队执行，而必须是并发的、时间上会重合的，就需要将这些任务放置在不同的线程上执行（这里从多线程的使用层次来说，不考虑系统级的分时复用）。
多线程安全的解决办法如下：
1）对于UI界面的刷新访问操作要保证在主线程上，防止不能及时响应造成意想不到的结果。
2）应用多线程要防止数据资源的抢夺，可通过使用@synchronized进行加锁在临界区安全地访问数据。
3）尽量使用GCD开发多线程程序，防止线程安全的问题，因为GCD是经过优化的且很多函数默认就是线程安全的，可以大大减少开发过程中的线程安全问题。
