在属性声明中,原子和非原子意味着什么?

@property(nonatomic, retain) UITextField *userName;
@property(atomic, retain) UITextField *userName;
@property(retain) UITextField *userName;

这三者之间的操作差异是什么?


当前回答

事实是,他们使用自旋锁来实现原子属性。代码如下:

 static inline void reallySetProperty(id self, SEL _cmd, id newValue, 
      ptrdiff_t offset, bool atomic, bool copy, bool mutableCopy) 
    {
        id oldValue;
        id *slot = (id*) ((char*)self + offset);

        if (copy) {
            newValue = [newValue copyWithZone:NULL];
        } else if (mutableCopy) {
            newValue = [newValue mutableCopyWithZone:NULL];
        } else {
            if (*slot == newValue) return;
            newValue = objc_retain(newValue);
        }

        if (!atomic) {
            oldValue = *slot;
            *slot = newValue;
        } else {
            spin_lock_t *slotlock = &PropertyLocks[GOODHASH(slot)];
            _spin_lock(slotlock);
            oldValue = *slot;
            *slot = newValue;        
            _spin_unlock(slotlock);
        }

        objc_release(oldValue);
    }

其他回答

在开始之前:您必须知道内存中的每个对象都需要从内存中解除分配,才能生成新的写入程序。你不能像在纸上那样简单地在上面写字。您必须首先擦除(解除锁定)它,然后才能写入它。如果在擦除完成(或完成一半)的时候,还没有写入任何内容(或写入一半),而您尝试读取它可能会非常困难!原子和非原子帮助你以不同的方式处理这个问题。

首先阅读这个问题,然后阅读Bbum的答案。此外,请阅读我的摘要。


原子将始终保证

如果两个不同的人想同时阅读和写作,你的论文就不会燃烧!-->即使在竞争条件下,您的应用程序也不会崩溃。如果一个人正在尝试写,并且只写了8个字母中的4个,那么没有人可以在中间读,只有当所有8个字母都写了之后才能进行读取-->“仍在写的线程”上不会发生读取(get),即如果要写入8个字节到字节,并且只写入了4个字节,到那时为止,您不允许从中读取。但既然我说它不会崩溃,那么它将从自动释放对象的值中读取。如果在写作之前,你已经删除了之前写在纸上的内容,然后有人想要阅读,你仍然可以阅读。怎样您将从类似于Mac OS垃圾箱的内容中读取内容(因为垃圾箱尚未被100%擦除……它处于边缘状态)--->如果ThreadA在ThreadB已解除分配写入时读取,您将从ThreadB的最终完全写入值中获得一个值,或者从自动释放池中获得一些值。

保留计数是Objective-C中管理内存的方式。创建对象时,其保留计数为1。当您发送对象为保留消息,其保留计数递增1。什么时候如果向对象发送释放消息,则其保留计数将递减通过1。向对象发送自动释放消息时,其保留计数在将来的某个阶段减1。如果对象保留计数减为0,则解除分配。

Atomic不能保证线程安全,但它对实现线程安全很有用。线程安全与您如何编写代码/从哪个线程队列读取/写入代码有关。它只保证不可崩溃的多线程。


什么多线程和线程安全不同吗?

对多线程意味着:多个线程可以同时读取一段共享数据,我们不会崩溃,但这并不能保证您不会从非自动释放的值读取数据。通过线程安全,可以保证您读取的内容不会自动释放。默认情况下,我们没有使所有内容都原子化的原因是,存在性能成本,而且大多数情况下并不真正需要线程安全。我们的代码有几个部分需要它,对于这几个部分,我们需要使用锁、互斥锁或同步以线程安全的方式编写代码。


非原子的

因为没有像Mac OS垃圾箱这样的东西,所以没有人关心你是否总是得到一个值(<--这可能会导致崩溃),也没有人会在意是否有人试图在你的写作过程中读到一半(虽然在内存中写的一半与在纸上写的一半有很大不同,但在内存中,它可能会给你一个前所未有的愚蠢值,而在纸上,你只能看到一半的内容)-->不保证不会崩溃,因为它不使用自动释放机制。不保证读取完整的写入值!比原子更快


总体而言,它们在两个方面有所不同:

崩溃或不是因为有或没有自动释放池。允许在“尚未完成写入或空值”的中间读取,或不允许且仅允许在值完全写入时读取。

原子意味着只有一个线程访问变量(静态类型)。原子是线程安全的,但它很慢。

非原子意味着多个线程访问变量(动态类型)。非原子线程不安全,但速度很快。

这个问题的其他优秀答案已经定义了语法和语义。因为执行和性能没有很好地详细描述,我将补充我的答案。

这三者之间的功能差异是什么?

我一直认为原子是一个默认值,这很奇怪。在我们工作的抽象级别上,使用类的原子财产作为实现100%线程安全的工具是一个很难的情况。对于真正正确的多线程程序,几乎肯定需要程序员的干预。同时,性能特征和执行还没有详细描述。多年来,我编写了一些大量的多线程程序,一直在声明我的财产是非原子的,因为原子对于任何目的都是不敏感的。在讨论原子和非原子财产这个问题的细节时,我做了一些分析,遇到了一些奇怪的结果。

处决

好的。我首先要澄清的是,锁定实现是由实现定义和抽象的。Louis在他的示例中使用了@synchronized(self)——我认为这是一个常见的混淆来源。该实现实际上没有使用@synchronized(self);它使用对象级自旋锁。Louis的插图很适合使用我们都熟悉的结构进行高级插图,但重要的是要知道它没有使用@synchronized(self)。

另一个区别是,原子财产将在getter中保留/释放对象的循环。

表演

这里有一个有趣的部分:在无竞争(例如单线程)的情况下,使用原子属性访问的性能在某些情况下会非常快。在不太理想的情况下,使用原子访问的开销可能是非原子访问的20倍以上。而使用7个线程的Contested情况下,三字节结构(2.2 GHz Core i7四核,x86_64)的速度慢了44倍。三字节结构是一个非常慢的属性的示例。

有趣的补充说明:三字节结构的用户定义访问器比合成原子访问器快52倍;或合成非原子存取器速度的84%。

在有争议的情况下,物体也可以超过50倍。

由于实现中的优化和变化的数量,很难在这些环境中测量真实世界的影响。你可能经常听到这样的话:“相信它,除非你分析并发现它是个问题”。由于抽象级别的原因,实际上很难衡量实际影响。从概要文件中提取实际成本可能非常耗时,而且由于抽象,非常不准确。同样,ARC与MRC可以产生巨大的差异。

因此,让我们后退一步,不关注属性访问的实现,我们将包括像objc_msgSend这样的常见问题,并在无争议的情况下(以秒为单位的值)检查对NSString getter的许多调用的一些实际高级结果:

MRC|非原子|手动实现的getter:2MRC|非原子|合成吸气剂:7MRC|原子|合成吸气剂:47ARC |非原子|合成吸气剂:38(注意:ARC在此添加了循环引用计数)ARC |原子|合成吸气剂:47

正如你可能已经猜到的,引用计数活动/循环是原子论和ARC下的一个重要贡献。你也会在有争议的案例中看到更大的差异。

虽然我非常关注性能,但我还是说Semantics First!。同时,性能对于许多项目来说是一个低优先级。然而,了解您所使用的技术的执行细节和成本当然不会有什么坏处。你应该根据自己的需要、目的和能力使用正确的技术。希望这将节省您几个小时的比较,并帮助您在设计程序时做出更明智的决定。

原子:

原子保证以原子的方式访问财产。例如,它总是返回一个完全初始化的对象,一个线程上的属性的任何获取/设置都必须在另一个线程访问它之前完成。

如果你想象一下下面的函数同时出现在两个线程上,你就会明白为什么结果不好看。

-(void) setName:(NSString*)string
{
  if (name)
  {
    [name release]; 
    // what happens if the second thread jumps in now !?
    // name may be deleted, but our 'name' variable is still set!
    name = nil;
  }

  ...
}

赞成的意见:每次返回完全初始化的对象是多线程情况下的最佳选择。

欺骗:性能受到影响,执行速度稍慢

非原子:

与Atomic不同,它不能确保每次都返回完全初始化的对象。

赞成的意见:执行速度极快。

欺骗:在多线程的情况下,可能会产生垃圾值。

原子=螺纹安全

非原子=无线程安全

螺纹安全:

如果实例变量在从多个线程访问时行为正确,则它们是线程安全的,而不考虑运行时环境对这些线程执行的调度或交织,并且调用代码部分没有额外的同步或其他协调。

在我们的背景下:

如果一个线程更改了实例的值,则所有线程都可以使用更改的值,并且一次只有一个线程可以更改该值。

在何处使用原子:

如果要在多线程环境中访问实例变量。

原子的含义:

没有非原子的速度快,因为非原子的运行时不需要任何看门狗的工作。

在何处使用非原子:

如果实例变量不会被多个线程更改,您可以使用它。它可以提高性能。