iOS はスレッドセーフな配列をどのように作成するのか

背景

私たちが通常使用する NSMutableArray では、追加、削除、変更、チェックを行うときに、データ例外のシナリオが発生します (重要なのは、例外が避けられないということではなく、再現するのは簡単ではありません)。

そのシーンを再現してみる

最初に次のコードを実行します

self.muArray = [NSMutableArray new];
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    for (int i = 0; i < 3000; i++) {
        [self.muArray addObject:@(i)];
        NSLog(@"====[%d]", (int)self.muArray.count);
    }
});

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    for (int i = 0; i < 3000; i++) {
        [self.muArray addObject:@(10000+i)];
        NSLog(@"====[%d]", (int)self.muArray.count);
    }
});

コードを実行すると、最終的な配列の数が 6000 に等しくないことがわかります。コードを数回実行すると、結果が毎回異なることがわかります。

スレッドセーフな配列を作成する

1. NSLockロックにより実現

NSLock *lock = [NSLock new];
self.muArray = [NSMutableArray new];
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    for (int i = 0; i < 3000; i++) {
        [lock lock];
        [self.muArray addObject:@(i)];
        NSLog(@"====[%d]", (int)self.muArray.count);
        [lock unlock];
    }
});

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    for (int i = 0; i < 3000; i++) {
        [lock lock];
        [self.muArray addObject:@(i)];
        NSLog(@"====[%d]", (int)self.muArray.count);
        [lock unlock];
    }
});

2. シリアルキューで実現

dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("com.name.apple", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
self.muArray = [NSMutableArray new];
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    for (int i = 0; i < 3000; i++) {
        dispatch_async(serialQueue, ^{
            [self.muArray addObject:@(i)];
            NSLog(@"====[%d]", (int)self.muArray.count);
        });
    }
});

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    for (int i = 0; i < 3000; i++) {
        dispatch_async(serialQueue, ^{
            [self.muArray addObject:@(i)];
            NSLog(@"====[%d]", (int)self.muArray.count);
        });
    }
});