Как @synchronized блокировать / разблокировать в Objective-C?

Разве @synchronized не использует «блокировку» и «разблокировку» для достижения взаимного исключения? Как это делает блокировку / разблокировку тогда?

Вывод следующей программы - только «Hello World».

@interface MyLock: NSLock<NSLocking>
@end

@implementation MyLock

- (id)init {
    return [super init];
}

- (void)lock {
    NSLog(@"before lock");
    [super lock];
    NSLog(@"after lock");
}

- (void)unlock {
    NSLog(@"before unlock");
    [super unlock];
    NSLog(@"after unlock");
}

@end


int main (int argc, const char * argv[]) {
    NSAutoreleasePool * pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];

    MyLock *lock = [[MyLock new] autorelease];
    @synchronized(lock) {
        NSLog(@"Hello World");
    }

    [pool drain];
}

Синхронизация на уровне языка Objective C использует мьютекс, как и NSLockделает. Семантически существуют некоторые небольшие технические различия, но в основном правильно думать о них как о двух отдельных интерфейсах, реализованных поверх общей (более примитивной) сущности.

В частности, у NSLockвас есть явная блокировка, тогда как у @synchronizedвас есть неявная блокировка, связанная с объектом, который вы используете для синхронизации. Преимущество блокировки на уровне языка заключается в том, что компилятор понимает ее, поэтому он может решать проблемы с областями видимости, но механически они ведут себя в основном одинаково.

Вы можете думать @synchronizedкак о переписывании компилятора:

- (NSString *)myString {
  @synchronized(self) {
    return [[myString retain] autorelease];
  }
}

превращается в:

- (NSString *)myString {
  NSString *retval = nil;
  pthread_mutex_t *self_mutex = LOOK_UP_MUTEX(self);
  pthread_mutex_lock(self_mutex);
  retval = [[myString retain] autorelease];
  pthread_mutex_unlock(self_mutex);
  return retval;
}

Это не совсем правильно, потому что фактическое преобразование является более сложным и использует рекурсивные блокировки, но оно должно понять смысл.

В Objective-C @synchronizedблок обрабатывает блокировку и разблокировку (а также возможные исключения) автоматически. Среда выполнения динамически по существу генерирует NSRecursiveLock, который связан с объектом, с которым вы синхронизируете. Эта документация Apple объясняет это более подробно. Вот почему вы не видите сообщений журнала от вашего подкласса NSLock - объект, с которым вы синхронизируете, может быть чем угодно, не только NSLock.

По сути, @synchronized (...)это удобная конструкция, которая упрощает ваш код. Подобно большинству упрощенных абстракций, он связан с накладными расходами (воспринимается как скрытая стоимость), и это хорошо осознавать, но в любом случае необработанная производительность, вероятно, не является высшей целью при использовании таких конструкций.

Фактически

{
  @synchronized(self) {
    return [[myString retain] autorelease];
  }
}

превращается непосредственно в:

// needs #import <objc/objc-sync.h>
{
  objc_sync_enter(self)
    id retVal = [[myString retain] autorelease];
  objc_sync_exit(self);
  return retVal;
}

Этот API доступен начиная с iOS 2.0 и импортирован с использованием ...

#import <objc/objc-sync.h>

Реализация @synchronized от Apple является открытым исходным кодом, и ее можно найти здесь . Майк Эш написал два действительно интересных поста на эту тему:

• Замки, безопасность резьбы и Swift
• Давайте строить @synchronized

В двух словах, у него есть таблица, которая отображает указатели объектов (используя их адреса памяти в качестве ключей) для pthread_mutex_tблокировок, которые блокируются и разблокируются по мере необходимости.

Он просто связывает семафор с каждым объектом и использует его.