[iOS - swift] NSLock(), Thread Safe 개념

Thread Safe

• 멀티 스레드 프로그래밍에서 instance나 method에 여러 스레드가 동시에 접근이 이루어져도 프로그램 실행에 문제가 없는 것
  • ex) thread safe하지 않은 경우, 증상 중 하나 deadlock
  • 자원을 점유하고 있으면서 동시에 다른 자원을 요청하여 계속 wait하는 상태

deadlock

• Thread-safe 지키는 방법
  • Re-entrancy
    • 어떤 method가 한 스레드에 의해 호출되어 실행중일 때, 다른 스레드가 이 method를 호출하더라도 그 결과가 각각에게 올바르게 주어짐
  • Thread-local storage ( = Immutable Objects)
    • 공유 자원을 최대한 줄여서 동시 접근을 막는 방법
  • mutual exclusion
    • 공유 자원을 사용하는 경우, 해당 자원의 접근을 semophore등의 lock으로 통제하여 다른 스레드가 접근하지 못하게하여 임계 영역 안에서 한가지 스레드만 접근
  • atomic operations
    • 각 연산이 중단되지 않고 한번에 실행되는것을 의미
    • 두 명의 사용자가 프린터 출력 명령 -> 각 인쇄는 중단되지 않고 한번에 실행
    • 만약 atomic이 아닌 경우, 두 사용자의 자료를 부분적으로 인쇄되는 문제

스위프트의 NSLock 개념

• Thread-safe 지키는 방법 중 하나인 atomic operations을 위한 방법
• 보통 defer 키워드와 같이 사용하여 lock 후에 unlock하여 연산을 atomic하게 만들도록 하기 위함
  • 만약 unlock호출을 하지 않게되면 deaklock 발생 (특정 연산을 계속 점유하지만 끝나지 않아서 다른 스레드가 계속 기다리는 형태)

NSLock 사용 방법

• atomic operation이 아닌 코드 준비
  • thread 2개 (global 2개)
  • 하나의 메소드에 2개 thread가 동시에 접근했으므로 atomic하지 않은 연산으로 진행
  • 출력에서 둘 다 9980값이 나오는 현상 발생

class ViewController: UIViewController {
  var value = 10000
  
  override func viewDidLoad() {
    super.viewDidLoad()
    
    DispatchQueue.global().async {
      self.subtractionTen()
    }
    
    DispatchQueue.global().async {
      self.subtractionTen()
    }
  }
  
  func subtractionTen() {
    self.value -= 10
    print(self.value)
  }
}

/*
9980
9980
*/

• lock을 사용하여 9990, 9980이 나오도록 변경

class ViewController: UIViewController {
  var value = 10000
  let lock = NSLock()
  
  override func viewDidLoad() {
    super.viewDidLoad()
    
    DispatchQueue.global().async {
      self.subtractionTen()
    }
    
    DispatchQueue.global().async {
      self.subtractionTen()
    }
  }
  
  func subtractionTen() {
    self.lock.lock()
    defer { self.lock.unlock() }
    
    self.value -= 10
    print(self.value)
  }
}

/*
9990
9980
*/

* 참고

https://gompangs.tistory.com/entry/OS-Thread-Safe%EB%9E%80