简述dispatch_once 实现原理 ? ?
参考答案:
dispatch_once
是 Grand Central Dispatch (GCD) 中的一个功能,它保证了一段代码块在整个程序运行期间只被执行一次。这是实现单例模式和其他需要确保只执行一次的代码块时非常有用的工具。
dispatch_once
的实现原理主要依赖于原子操作(atomic operation)和内存屏障(memory barrier)。
以下是 dispatch_once
的基本实现原理:
- 原子操作:
dispatch_once
使用原子操作来确保对某个特定值的修改是线程安全的。原子操作是一种在多线程环境中执行,且在执行过程中不会被其他线程打断的操作。 - 静态变量:
dispatch_once
内部使用一个静态变量(通常是一个长整型)来跟踪代码块是否已经被执行过。这个变量被初始化为0,表示代码块尚未执行。 - 内存屏障:
dispatch_once
在修改静态变量之前和之后使用内存屏障,以确保所有线程都能看到最新的变量值。内存屏障是一种同步机制,可以确保指令以特定的顺序执行,并且防止编译器或处理器对指令进行重排序。 - 比较和交换:
dispatch_once
使用一种称为“比较和交换”(compare-and-swap)的原子操作来修改静态变量的值。这种操作会先检查变量的当前值,如果符合期望(即变量为0,表示代码块尚未执行),则将其设置为新值(通常是非0值,表示代码块已执行)。这个过程是原子的,因此是线程安全的。 - 执行代码块:如果静态变量的值被成功地从0修改为非0值,则
dispatch_once
会执行提供的代码块。由于使用了原子操作和内存屏障,这可以确保代码块在整个程序运行期间只被执行一次。
这种机制可以有效地防止多个线程同时执行相同的代码块,从而避免了可能的竞争条件和数据不一致问题。