[爆栈热门 iOS 问题] atomic 和 nonatomic 有什么区别？

dxw121 2017-03-21

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系列文集：爆栈热门 iOS 问题。目录在此。仓薯翻译，欢迎指正：）

问题

在定义 property 的时候，atomic 和 nonatomic 有何区别？

@property(nonatomic, retain) UITextField *userName;
@property(atomic, retain) UITextField *userName;
@property(retain) UITextField *userName;

这仨有什么不同？

答案

答案1：理论和例子

bbum，1277 赞

后两行是一样的，不写的话默认就是atomic。

atomic 和 nonatomic 的区别在于，系统自动生成的 getter/setter 方法不一样。如果你自己写 getter/setter，那 atomic/nonatomic/retain/assign/copy 这些关键字只起提示作用，写不写都一样。

对于atomic的属性，系统生成的 getter/setter 会保证 get、set 操作的完整性，不受其他线程影响。比如，线程 A 的 getter 方法运行到一半，线程 B 调用了 setter：那么线程 A 的 getter 还是能得到一个完好无损的对象。

而nonatomic就没有这个保证了。所以，nonatomic的速度要比atomic快。

不过atomic可并不能保证线程安全。如果线程 A 调了 getter，与此同时线程 B 、线程 C 都调了 setter——那最后线程 A get 到的值，3种都有可能：可能是 B、C set 之前原始的值，也可能是 B set 的值，也可能是 C set 的值。同时，最终这个属性的值，可能是 B set 的值，也有可能是 C set 的值。

保证数据完整性——这个多线程编程的最大挑战之一——往往还需要借助其他手段。

raw3d，66 赞

Atomic

是默认的
会保证 CPU 能在别的线程来访问这个属性之前，先执行完当前流程
速度不快，因为要保证操作整体完成

Non-Atomic

不是默认的
更快
线程不安全
如有两个线程访问同一个属性，会出现无法预料的结果

Vijayendra Tripathi，57 赞

假设有一个 atomic 的属性 "name"，如果线程 A 调[self setName:@"A"]，线程 B 调[self setName:@"B"]，线程 C 调[self name]，那么所有这些不同线程上的操作都将依次顺序执行——也就是说，如果一个线程正在执行 getter/setter，其他线程就得等待。因此，属性 name 是读/写安全的。

但是，如果有另一个线程 D 同时在调[name release]，那可能就会crash，因为 release 不受 getter/setter 操作的限制。也就是说，这个属性只能说是读/写安全的，但并不是线程安全的，因为别的线程还能进行读写之外的其他操作。线程安全需要开发者自己来保证。

如果 name 属性是 nonatomic 的，那么上面例子里的所有线程 A、B、C、D 都可以同时执行，可能导致无法预料的结果。如果是 atomic 的，那么 A、B、C 会串行，而 D 还是并行的。

答案2：用背后的代码来解释

苹果的官方文档有解释了，下面我们举例子解释一下背后的原理。

//@property(nonatomic, retain) UITextField *userName;
//系统生成的代码如下：

- (UITextField *) userName {
    return userName;
}

- (void) setUserName:(UITextField *)userName_ {
    [userName_ retain];
    [userName release];
    userName = userName_;
}

而 atomic 版本的要复杂一些：

//@property(retain) UITextField *userName;
//系统生成的代码如下：

- (UITextField *) userName {
    UITextField *retval = nil;
    @synchronized(self) {
        retval = [[userName retain] autorelease];
    }
    return retval;
}

- (void) setUserName:(UITextField *)userName_ {
    @synchronized(self) {
      [userName release];
      userName = [userName_ retain];
    }
}

简单来说，就是 atomic 会加一个锁来保障线程安全，并且引用计数会 +1，来向调用者保证这个对象会一直存在。假如不这样做，如有另一个线程调 setter，可能会出现线程竞态，导致引用计数降到0，原来那个对象就释放掉了。

Jonathan Sterling 评论：要注意那个锁并不能『保证线程安全』。