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Swift百万线程攻破单例(Singleton)模式
阅读量:5263 次
发布时间:2019-06-14

本文共 3464 字,大约阅读时间需要 11 分钟。

一、不安全的单例实现

在上一篇文章我们给出了单例的设计模式,直接给出了线程安全的实现方法。

单例的实现有多种方法,如以下:

class SwiftSingleton {    class var shared: SwiftSingleton {    if !Inner.instance {        Inner.instance = SwiftSingleton()        }        return Inner.instance!    }        struct Inner {        static var instance: SwiftSingleton?    }}

 
这段代码的实现,在shared中进行条件推断,假设Inner.instance.为空就生成一个实例,这段代码非常easy看出当线程同一时候訪问SwiftSingleton.shared方法时。会有例如以下问题出现,线程A推断Inner.instance为空,进入if语句后马上切换到线程B运行,线程B也进行推断。因为线程A仅仅是进入了if语句,这行代码

Inner.instance = SwiftSingleton()

并没有运行。这时Inner.instance还是为空,纯种B也进行了if语句。这样的情况下就会创建多个实例,没有保证实例的唯一性。

上面的理论分析基本上不论什么一篇文章都会讲的,也不能理解,关键问题,怎样測试上面的理论是否正确呢?

二、线程抢占原理

事实上要实现上面的样例不是非常难,创建N个线程,让他同一时候訪问SwiftSingleton.shared的方法,然后将所返回值保存最后比較引用。原理非常正确,可是创建线程的过程也是极为耗时的,如今的电脑运行速度又非常快。模拟具有不稳定性。

怎样才干最大的程序測试上面的安全性呢?这里我们能够考虑一个现实的问题,假设找1000人通过一段100米的赛道,我们想要很多其它的人同一时候去冲刺终点。越多越好。假设你找一个人,告诉他去跑100米,然后再找一下,这样的肯定同一时候到达终点的几率非常底。

怎么办才干让很多其它的人在同一时刻到达终点呢?问题非常easy,让这1000人有一个同一起跑点,让他们都准备好了。随着一声令下,一起奔跑。回到技术问题。我们想要很多其它的线程訪问SwiftSingleton.shared方法,仅仅要先准备好全部的线程,然后发一个信号。让他们同一时候去訪问这种方法就能够了。

实现代码例如以下:

class SwiftSingletonTest: XCTestCase {    let condition = NSCondition()    let mainCondition = NSCondition()    let singleton: NSMutableArray = NSMutableArray()    let threadNumbers = 1000    var count = 0            func testSingletonThreadSafe() {                for index in 0...threadNumbers {            NSThread.detachNewThreadSelector("startNewThread", toTarget: self, withObject: nil)        }        condition.broadcast()        mainCondition.lock()        mainCondition.wait()        mainCondition.unlock()        checkOnlyOne()    }        func startNewThread() {        condition.lock()        condition.wait()        condition.unlock()        let temp = SwiftSingleton.shared        count++        singleton.addObject(temp)        if count >= threadNumbers {            mainCondition.signal()        }    }        func checkOnlyOne () {        let one = singleton[0] as SwiftSingleton        for temp : AnyObject  in singleton {            let newTemp = temp as SwiftSingleton            if(newTemp !== one) {                XCTFail("singleton error!");                break;            }        }    }}

这段代码主要使用了NSCondition进行同步,当中NSCondition分为两组,condition主要负责除主线程外的线程,在for语句中会创建并启动N(threadNumbers)个线程,每一个线程启动后都会去运行startNewThread方法。运行到语句

condition.wait()
会挂起当前线程。当全部线程都创建并启动完时,主线程会运行

condition.broadcast()
来通知挂起的N个线程继承运行。此时主线程调了

mainCondition.wait()
主线和进入持起状态,此处将主线程挂起是为了在全部线程运行完,依次检查取得引用的唯一性。

if count >= threadNumbers {            mainCondition.signal()}
当全部线程运行完时,通知主线程開始检查引用 。运行结果例如以下:

从上面运行结果能够看出,这样的单例并不能保证唯一性。

上面用到了NSMutableArray类,网上说是线程不安全的,这里用的Swift语言,这么多线程一起操作暂没有发现异常......

三、其它实现測试结果

1、最简单实现
class SwiftSingleton {    class var shared: SwiftSingleton {            return Inner.instance    }    struct Inner {        static let instance: SwiftSingleton = SwiftSingleton()    }}
解释:上述代表也实现了延迟载入技术
static let instance: SwiftSingleton = SwiftSingleton()
首次訪问Inner.instance时才会创建SwiftSingleton,此处的延迟载入由Swift语言原生提供
測试结果:通过
2、使用GCD技术实现的单例模式
class SwiftSingleton {    class var shared: SwiftSingleton {        dispatch_once(&Inner.token) {            Inner.instance = SwiftSingleton()        }        return Inner.instance!    }    struct Inner {        static var instance: SwiftSingleton?        static var token: dispatch_once_t = 0    }    }
測试结果:通过

四、測试说明

1、Mac OS线程总量有限制,你能够创建线程。可是最大线程启动数为2048(我的电脑是这样,不清楚是否跟硬件有关)
2、假设遇到測试无响应时。能够尝试重新启动电脑

转载于:https://www.cnblogs.com/mqxnongmin/p/10769702.html

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