应用中多线程的存在打开了一个潜在的关于执行多线程安全访问资源问题。两个线程修改相同的资源可能会以意想不到的方式相互妨碍。例如，一个线程可能覆盖另一个线程的更改或让应用进入一个未知潜在无效状态。如果你幸运，毁坏的资源也能导致明显的性能问题或相对容易追踪和修复的崩溃。如果你不幸，然而，毁坏的资源可能导致微妙的错误，一直不显现直到很久以后，或者错误可能需要对底层编码设计进行彻底检查。
当涉及到线程安全时，好的设计是最好的保护。避免资源共享和减少线程间的交互使它们不太相互干扰。一个完全抗干扰的设计并不存在，然而。线程必须交互的情况下，你需要使用同步工具以确保当它们相互作用是他们这样做是安全的。
OSX和iOS提供大量的同步工具，延伸到提供互斥访问应用中序列事件的工具。以下章节描述这些工具以及如何在你的代码中使用它们来安全访问程序中的资源。
同步工具
为了防止不同线程意外的更改数据，你可以设计你的应用没有同步问题或者你可以使用同步工具。尽管避免同步问题是完全可取的，这并不总是可能。以下章节描述供你使用的同步工具的基本类别。
原子操作
原子操作是同步的一种简单形式，用于简单数据类型。原子操作的优点是他们不阻塞竞争线程。对于简单的操作，例如增加计时器变量，比锁这会有更好的性能。
OSX和iOS包含许多操作来执行32位和64位值的基本数学和逻辑操作。这些操作是比较-交换、测试-设置、测试-清除操作的原子版本。关于支持的原子操作的列表，见/usr/include/libkern/OSAtomic.h头文件或原子（）手册页。
内存屏障和不稳定变量
为了实现最优性能，编译器常常重新排序汇编级别指令来尽可能保持处理器指令管道完整。作为这种优化的一部分，编译器可能重新排序指令，当它认为这样做不会产生不正确的数据，这些指令会访问主要内存。不幸的是，检测所有依赖内存的操作对编译器来说不可能。如果看似独立的变量相互影响，编译器优化可能以错误的顺序更新这些变量，产生不正确的结果。
内存屏障是一种非阻塞同步工具用来确保内存操作以正确的顺序发生。内存屏障就像一个栅栏，迫使处理器完成任何在栅栏前面的加载和存储操作，然后才允许执行栅栏后面的加载和存储操作。内存屏障通常用于确保线程（但看上去是另一个线程）的内存操作以预期的顺序发生。在这种情况下没有内存屏障可能让其他线程看到貌似不可能的结果。（例如，见维基百科的内存屏障（memorybarriers）条目。）为了使用内存屏障，你只需在你代码适当的位置调用OSMemoryBarrier函数。
不稳定变量应用另一种类型的内存来约束独立变量。编译器通常通过加载变量值到寄存器来优化代码。对于局部变量，这通常不是一个问题。然而如果该变量对另一个线程是可见的，这样的优化可能会阻止其他线程注意该值的变化。变量使用volatile关键字，每次使用该变量时，将强制编译器从内存中加载该变量。如果变量的值可能在任何时候被外部来源改变，且编译器无法检测到，你可以声明一个变量为volatile。
因为内存屏障和不稳定变量减少编译器可执行的优化，应该谨慎使用它们并只在需要的地方使用以确保正确性。关于使用内存屏障的更多信息，参见手册页。
锁
锁是最常用的同步工具之一。你可以使用锁来保护你代码的关键部分，这段代码只允许一个线程访问。例如，一个关键部分可能操作特定数据结构或使用一些最多一次支持一个客户端的资源。通过这章的锁，你可以排除其他线程进行影响代码正确性的更改。
表4-1 列出了程序员常用的一些锁。OS X和iOS提供大部分类型锁的实现，但不是全部。对于不支持锁类型，说明列解释了这些锁在平台上不直接实现的原因。
表4-1 锁类型
锁
描述
Mutex
互斥锁
一个互斥锁（或互斥）作为保护资源的一个屏障。互斥锁是一种信号，一次只授予一个线程访问权限。如果使用互斥锁并且另一个线程试图获取它，该线程阻塞直到互斥锁被原持有人释放。如果多个线程竞争同一互斥锁，一次只允许一个访问。
Recursive lock
递归锁
递归锁是互斥锁的一个变体。递归锁允许一个线程在锁释放前多次获取锁。其他线程阻塞直到锁的所有者多次释放锁，且释放锁的次数与获取锁的次数一样。递归锁主要在递归迭代中使用，但也可以在多个方法需要分别获取锁的情况下使用。
Read-write lock
读写锁
读写锁也称为共享-专有锁。这种类型的锁通常用于大规模操作，如果只是保护频繁读取但偶尔修改的数据结构，可以极大的提高性能。在正常操作期间，多个读取者可以同时访问数据结构。当一个线程想要修改这个结构，但是，它阻塞直到所有读取者释放该锁，此时它获取锁并更新数据结构。而当一个写入线程等待锁，新的读取线程阻塞直到写入线程完成。系统仅支持使用POSIX线程的读写锁。关于如何使用这些锁的更多信息，参见手册页。
Distributed lock
分布式锁
分布式锁提供了在进程级别的互斥访问。与真正的互斥锁不同，分布式锁不阻塞进程或阻止进程运行。当锁忙时，它只是简单的报告并让进程决定如何继续。
Spin lock
自旋锁
自旋锁多次轮询自己锁条件直到条件变为真。自旋锁最常用于多处理器系统，预期等待锁的时间很小。在这些情况下，相比于阻塞线程，它通常可以更高效的轮询，包括环境切换和线程数据结构的更新。系统不提供任何自旋锁的实现，因为它们的轮询性质，但在特定情况下可以很简单的实现它们。关于内核中实现自旋锁的信息，参见内核编程指南（Kernel Programming Guide）。
Double-checked lock
双重检查锁
双重检查锁试图通过在采用锁之前测试锁来降低锁的开销。因为双重检查锁可能不安全，系统不显式的提供支持，不鼓励使用。
注意：大多数类型的锁包括内存屏障确保加载和存储指令在进入关键部分之前完成。
关于如何使用锁，见使用锁（Using Locks）。
条件
条件是另一种类型的信号，允许线程在某个特定条件是真的时候互相发信号。条件通常用来表示一个资源的可用性或者确保任务按照特定的顺序执行。当一个线程测试条件时，线程阻塞除非条件变为真。它仍然阻塞直到其他线程显式的更改并发送条件。条件和互斥锁的区别是多个线程可以同时访问条件。条件更加像看门人，根据一些特定的标准让不同线程通过门。
而更像是听见了天地间冥冥中的呼唤，
