Swift4变量是原子的吗？

Question

我想知道Swift 4变量是否是原子的。所以我做了以下测试。

以下是我的测试代码。

class Test {
    var count = 0
    let lock = NSLock()

    func testA() {
            count = 0

            let queueA = DispatchQueue(label: "Q1")
            let queueB = DispatchQueue(label: "Q2")
            let queueC = DispatchQueue(label: "Q3")

            queueA.async {
                for _ in 1...1000 {
                    self.increase()
                }
            }
            queueB.async {
                for _ in 1...1000 {
                    self.increase()
                }
            }
            queueC.async {
                for _ in 1...1000 {
                    self.increase()
                }

            }
    }

    ///The increase() method:
    func increase() {
//        lock.lock()
        self.count += 1
        print(count)
//        lock.unlock()
    }
}

输出如下lock.lock()和lock.unlock()评论。

3
3
3
4
5
...
2999
3000

输出如下，lock.lock()和lock.unlock取消注释。

1
2
3
4
5
...
2999
3000

我的问题 如果count变量是非原子的，则queueA，queueB和queueC应该异步调用increase()，这导致随机访问并打印count。

因此，在我看来，有一个时刻，例如，queueA和queueB得到的count等于15，并且它们都将count增加1（count += 1），所以即使执行了两次增加，计数也应该是16。

但是上面的三个队列只是在第一个开始时随机开始计算，然后一切都按照预期进行。

总而言之，我的问题是为什么count有序印刷？

更新：问题已解决，如果您想按照我的方式进行实验，请执行以下更改。 1.将increase()改为下面，你会得到合理的输出。

func increase() {
    lock.lock()
    self.count += 1
    array.append(self.count)
    lock.unlock()
}

2.输出方式：

    @IBAction func tapped(_ sender: Any) {
        let testObjc = Test()
        testObj.testA()

        DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: DispatchTime.now()+3) {
            print(self.testObj.array)
        }
    }

没有NSLock的输出：使用NSLock输出： [1,2,3,...,2999,3000]

Answer 1

不，默认情况下，Swift属性不是原子的，是的，很可能你会遇到多线程问题，多线程使用该属性的过时值，这个属性刚刚更新。

但在我们开始追逐之前，让我们看看原子财产是什么。

原子属性是具有原子设置器的属性 - 即，当setter执行它的工作时，其他想要访问（获取或设置）属性的线程被阻止。

现在在你的代码中我们不是在讨论原子属性，因为+=操作实际上被分成至少三个操作：

1. 获取当前值，将其存储在CPU寄存器中
2. 递增该CPU寄存器
3. 将递增的值存储到属性中

即使setter是原子的，我们也可能会遇到两个线程“同时”到达＃1并尝试在相同值上运行的情况。

所以这里的问题应该是：increase()是原子操作吗？

---

现在回到实际的代码，这是“救援”你的print电话。增量和存储操作需要很短的时间，而打印需要更长的时间。这就是为什么你似乎没有遇到竞争条件，因为多个线程可以使用过时值的窗口非常小。

尝试以下操作：取消注释print调用，并在足够大的时间后打印count值，以便所有后台线程完成（2秒应足以进行1000次迭代）：

let t = Test()
t.testA()
DispatchQueue.main.asyncAfter(deadline: .now() + 2.0) {
    // you're likely to get different results each run
    print(t.count)
}
RunLoop.current.run()

您现在将看到锁定版本提供一致的结果，而非锁定版本则不会。