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

原子的

是默认行为将确保当前进程在另一个进程访问变量之前由CPU完成速度不快,因为它可以确保整个过程完全完成

非原子的

不是默认行为更快(对于合成代码,即使用@property和@synthetic创建的变量)非线程安全当两个不同的进程同时访问同一变量时,可能会导致意外行为

其他回答

首先最简单的回答是:第二个例子之间没有区别。默认情况下,属性访问器是原子的。

非垃圾收集环境中的原子访问器(即,当使用retain/release/autorelease时)将使用锁来确保另一个线程不会干扰值的正确设置/获取。

有关更多信息以及创建多线程应用程序时的其他注意事项,请参阅苹果Objective-C 2.0文档的“性能和线程”部分。

如果您在多线程代码中使用属性,那么您将能够看到非原子属性和原子属性之间的区别。非原子比原子快,原子是线程安全的,而不是非原子的。

Vijayendra Tripathi已经给出了一个多线程环境的示例。

苹果的文档中对此进行了解释,但下面是一些实际发生情况的示例。

请注意,没有“atomic”关键字,如果不指定“nonatomic(非原子)”,则属性是原子的,但显式指定“atomic”将导致错误。

如果不指定“非原子”,则该属性是原子的,但如果需要,在最近的版本中仍然可以显式指定“原子”。

//@property(nonatomic, retain) UITextField *userName;
//Generates roughly

- (UITextField *) userName {
    return userName;
}

- (void) setUserName:(UITextField *)userName_ {
    [userName_ retain];
    [userName release];
    userName = userName_;
}

现在,原子变体有点复杂:

//@property(retain) UITextField *userName;
//Generates roughly

- (UITextField *) userName {
    UITextField *retval = nil;
    @synchronized(self) {
        retval = [[userName retain] autorelease];
    }
    return retval;
}

- (void) setUserName:(UITextField *)userName_ {
    @synchronized(self) {
      [userName_ retain];
      [userName release];
      userName = userName_;
    }
}

基本上,原子版本必须使用锁以保证线程安全,并且还会碰撞对象上的引用计数(以及自动释放计数以平衡它),从而保证该对象对于调用者存在,否则如果另一个线程正在设置该值,则存在潜在的争用条件,导致引用计数降至0。

实际上,根据财产是标量值还是对象,以及保留、复制、只读、非原子等交互方式,这些东西的工作方式有很多不同的变体。一般来说,属性合成器只知道如何为所有组合做“正确的事情”。

在单行中:

原子是线程安全的。非原子是线程不安全的。

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。