atomic 和 nonatomic 有什么区别？

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问题

在定义 property 的时候，atomic 和 nonatomic 有何区别？

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

上面三种方式定义的property又有什么区别呢？

其实这是stackoverflow 上的热门问题之一。

答案

答案1：理论和例子

bbum， 1543 赞

首先，上面定义property的三个示例代码中，第二种和第三种是等价的。省略atomic 的情况下，默认就是atomic。
而atomic 和 nonatomic 的区别在于，系统自动生成的getter 和 setter 方法不一样。如果我们自己实现getter/setter方法，那么 atomic/nonatomic/retain/assign/copy等这些关键字只起到提示作用，写不写都是一样的。
对于atomic 的属性，系统生成的getter/setter会保证get/set操作的完整性，不受其他线程影响。比如，线程A的getter方法运行到一半，线程 B 调用了setter，那么线程A的getter 还是能得到一个正确的，不受setter 影响的值。

而nonatomic 就没有这个保证了。所以，nonatomic 的速度要比atomic 快。

不过，atomic 并不能保证线程安全。举例来说，如果线程A调用getter的同时，线程B、线程C都在调用setter，那么线程Aget 到的值有三种可能：可能线程A先执行，那么获取到的就是线程B、C set 之前的值；也可能是B 线程 set 的值；也可能是线程 C set 的值。

保证数据完整性——这个多线程编程的最大挑战之一——往往还需要借助其他手段。

raw3d， 118 赞

Atomic
* 是默认的
* 会保证CPU能在别的线程来访问这个属性之前，先执行完当前流程
* 速度不快，因为要保证操作整体完成

Non-Atomic
* 不是默认的
* 更快
* 线程不安全
* 如果有两个线程访问同一个属性，会出现无法预料的结果。

Vijayendra Tripathi， 106 赞
假设有一个atomic 的属性”name”，如果线程A调用[self setName:@"A"]，线程B 调用[self setName:@"B"]，线程 C调用[self name]，那么所有这些不同线程上的操作都将一次顺序执行，也就是说，如果一个线程正在执行getter/setter，其他线程就得等待。因此，属性 name 是读写安全的。
但是，如果有另一个线程D 同时再调[name release]，那可能就会crash，因为release 不受getter/setter 操作的限制。也就是说，这个属性只能说是读/写安全的，但并不是线程安全的，因为别的线程还能进行读写之外的其他操作。线程安全需要开发者自己来保证。

如果name 是 nonatomic的，那么上面的李自力的所有线程A、B、C、D 都可以同时执行，可能导致无法预料的结果。如果是atomic 的，那么 A、B、C会串行，而D还是会并发执行。

答案2：用代码来解释

Louis Gerbarg, 308赞

苹果的官方文档有解释，但是例子背后发生了写啥呢。文档中提到，如果没有 atomic 关键字，你也没有指定 nonatomic，那么这个属性是 atomic的。

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

- (UITextField *) userName {
    return userName;
}

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

使用atomic的代码，系统做的操作更复杂一些：

//@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 release];
      userName = [userName_ retain];
    }
}

简单来说，就是 atomic 会加一个锁来保障线程安全，并且引用计数会 +1，来向调用者保证这个对象会一直存在。假如不这样做，如有另一个线程调 setter，可能会出现线程竞态，导致引用计数降到0，原来那个对象就释放掉了。

Jonathan Sterling 评论：要注意那个锁并不能『保证线程安全』。