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SwiftArraycopy的线程安全问题-创新互联

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Swift Array copy 的线程安全问题

NSArray 继承自 NSObject,属于对象,有 copy 方法。Swift 的 Array 是 struct,没有 copy 方法。把一个 Array 变量赋值给另一个变量,两个变量的内存地址相同吗?与此相关的有多线程安全问题。本文探究这两个问题。

内存地址

定义测试 class 和 struct

class MyClass {         var intArr = [Int]()    var structArr = [MyStructElement]()    var objectArr = [MyClassElement]() }struct MyStructElement {}class MyClassElement {}

定义输出内存地址的 closure

let memoryAddress: (Any) -> String = {    guard let cVarArg = $0 as? CVarArg else { return "Can not find memory address" }    return String(format: "%p", cVarArg) }

测试 Int array

private func testIntArr() {    print(#function)         let my = MyClass()    for i in 0...10000 {         my.intArr.append(i)     }    print("Before arr address:", memoryAddress(my.intArr))             // Copy Array is NOT thread safe     let arr = my.intArr // If move this into async closure, crash     print("Temp   arr address:", memoryAddress(arr)) // Copy. Address different from my.intArr     DispatchQueue.global().async {        var sum = 0         for i in arr {             sum += i         }        print("Sum:", sum) // 0 + 1 + ... + 10000 = 50005000     }          my.intArr.removeAll()    for _ in 0...10000 {         my.intArr.append(0)     }    print("After  arr address:", memoryAddress(my.intArr)) // New address}

在 view controller 中进行测试

override func viewDidLoad() {    super.viewDidLoad()         for _ in 0...1000 {         testIntArr()     } }

结果

Swift Array copy 的线程安全问题

Int array 的内存地址不同,赋值过程发生了 copy。

测试 struct array

private func testStructArr() {    print(#function)         let my = MyClass()    for _ in 0...10000 {         my.structArr.append(MyStructElement())     }    print("Before arr address:", memoryAddress(my.structArr))         // Copy Array is NOT thread safe     let arr = my.structArr // If move this into async closure, crash     print("Temp   arr address:", memoryAddress(arr)) // Copy. Address different from my.structArr     DispatchQueue.global().async {        var sum = 0         for _ in arr {             sum += 1         }        print("Sum:", sum) // 10001     }              my.structArr.removeAll()    for _ in 0...10000 {         my.structArr.append(MyStructElement())     }    print("After  arr address:", memoryAddress(my.structArr)) // New address}

在 view controller 中进行测试

override func viewDidLoad() {    super.viewDidLoad()         for _ in 0...1000 {         testStructArr()     } }

结果

Swift Array copy 的线程安全问题

Struct array 的内存地址不同,赋值过程发生了 copy。

测试 Object array

private func testObjectArr() {    print(#function)         let my = MyClass()    for _ in 0...10000 {         my.objectArr.append(MyClassElement())     }    print("Before arr address:", memoryAddress(my.objectArr))         // Copy Array is NOT thread safe     let arr = my.objectArr // If move this into async closure, crash     print("Temp   arr address:", memoryAddress(arr)) // Not copy. Same as my.objectArr     DispatchQueue.global().async {        var sum = 0         for _ in arr {             sum += 1         }        print("Sum:", sum) // 10001     }              my.objectArr.removeAll()    for _ in 0...10000 {         my.objectArr.append(MyClassElement())     }    print("After  arr address:", memoryAddress(my.objectArr)) // New address}

在 view controller 中进行测试

override func viewDidLoad() {    super.viewDidLoad()         for _ in 0...1000 {         testObjectArr()     } }

结果

Swift Array copy 的线程安全问题

一个 object array 变量赋值给另一个变量,两个变量的内存地址相同,也就是说没有 copy。原来的 array 改变后,内存地址改变,但不影响被赋值的变量。

线程安全问题

以上的写法是不会报错的。如果把 array 的赋值写入 async closure,就会报错。多试几次,会有不同的错误。

Int array 的错误

DispatchQueue.global().async {    let arr = my.intArr // 在这里赋值会报错     var sum = 0     for i in arr {         sum += i     }    print("Sum:", sum) }

Swift Array copy 的线程安全问题

Swift Array copy 的线程安全问题

Swift Array copy 的线程安全问题

Struct array 的错误

DispatchQueue.global().async {    let arr = my.structArr // 在这里赋值会报错     var sum = 0     for _ in arr {         sum += 1     }    print("Sum:", sum) }

Swift Array copy 的线程安全问题

Swift Array copy 的线程安全问题

Object array 的错误

DispatchQueue.global().async {    let arr = my.objectArr // 在这里赋值会报错     var sum = 0     for _ in arr {         sum += 1     }    print("Sum:", sum) }

Swift Array copy 的线程安全问题

Swift Array copy 的线程安全问题

对于 Int array 和 struct array 来说,赋值时进行了 copy,但这个步骤应该不是原子操作,所以放入 async closure 会出错。对于 object array 来说,赋值过程虽然没有进行 copy,但是要改变原来的 array 并且保持被赋值的对象不变,应该也要进行 copy;也就是说在更新 array 时才进行 copy。推测此时的 copy 也不是原子操作,所以放入 async closure 会出错。

Array 的赋值过程是否进行 copy,与其中的元素类型有关。如果 array 的元素是 Int、struct 等,在赋值时就 copy。如果 array 的元素是 object,在赋值时不 copy,赋值后在更新其中一个 array 变量时才 copy。Array 的 copy 是线程不安全的。

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文章地址:http://njwzjz.com/article/jiohi.html