はじめに

Java言語のマルチスレッドデザインパターンのObjective-C言語版がないかと探してみましたが、見つからなったので自分で作成してみました。

はじめに Single Threaded Execution パターンを実装してみます。

非同期の実装方法は、Appleの公式ドキュメントで GCD(Grand Central Dispatch) の使用を推奨されているのでそれを利用。

環境

MacOS High Sierra 10.13.6
Xcode 9.4.1

スレッドセーフではないサンプルプログラム

まずはスレッドセーフではないGateクラスとUserThreadクラスの実装です。

Gate.h

@interface Gate : NSObject

- (void) pass:(NSString*)name address:(NSString*)address;
- (NSString*) toString;

@end

Gate.m

@interface Gate () {
    NSInteger _counter;
    NSString *_name;
    NSString *_address;
}

@end

@implementation Gate

- (id) init {
    if(self = [super init]) {
        _counter = 0;
        _name = @"Nobody";
        _address = @"nowhere";
    }
    return self;
}

- (void) pass:(NSString*)name address:(NSString*)address {
    _counter++;
    _name = name;
    _address = address;
    [self check];
}

- (NSString*) toString {
    return [NSString stringWithFormat:@"No. %@ %@, %@", @(_counter), _name, _address];
}

- (void) check {
    if(![[_name substringToIndex:1] isEqualToString:[_address substringToIndex:1]]) {
        NSLog(@"**** BROKEN **** %@", [self toString]);
    }
}

@end

UserThread.h

@interface UserThread : NSObject

- (id) initWithGate:(Gate*)gate name:(NSString*)myName address:(NSString*)myAddress;
- (void) start;

@end

UserThread.m

@interface UserThread () {
    Gate *_gate;
    NSString *_myName;
    NSString *_myAddress;
}

@end

@implementation UserThread

- (id) initWithGate:(Gate*)gate name:(NSString*)myName address:(NSString*)myAddress {
    if(self = [super init]) {
        _gate = gate;
        _myName = myName;
        _myAddress = myAddress;
    }
    return self;
}

- (void) start {
    dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("co.jp.SingleThreadedExecution.Queue", NULL);
    dispatch_async(queue, ^{
        [self run];
    });
}

- (void) run {
    NSLog(@"%@ BEGIN",_myName);
    while (true) {
        [_gate pass:_myName address:_myAddress];
    }
}

@end

ViewController.m

- (void) viewDidAppear:(BOOL)animated {
    [super viewDidAppear:animated];

    [self init];
}

- (void)init {
    Gate *gate = [[Gate alloc] init];

    [[[UserThread alloc] initWithGate:gate name:@"Alice" address:@"Alaska"] start];
    [[[UserThread alloc] initWithGate:gate name:@"Bobby" address:@"Brazil"] start];
    [[[UserThread alloc] initWithGate:gate name:@"Chris" address:@"Canada"] start];
}

@end

実行結果

実行してみると、ログにBROKENが出力されます。

Alice BEGIN
Bobby BEGIN
Chris BEGIN
**** BROKEN **** No. 4947 Alice, Alaska
**** BROKEN **** No. 5569 Alice, Alaska
**** BROKEN **** No. 6149 Bobby, Brazil
**** BROKEN **** No. 13204 Chris, Canada

スレッドセーフに修正

Gateクラスを @synchronized を使用してスレッドセーフに修正。

Gate.m

- (void) pass:(NSString*)name address:(NSString*)address {
    @synchronized(self) {
        _counter++;
        _name = name;
        _address = address;
        [self check];
    }
}

- (NSString*) toString {
    NSString *ret;
    @synchronized(self) {
        ret = [NSString stringWithFormat:@"No. %@ %@, %@", @(_counter), _name, _address];
    }
    return ret;
}

実行結果

実行してみると、ログにBROKENが出力されなくなりました。

Alice BEGIN
Bobby BEGIN
Chris BEGIN

サンプルソース

その他

今回 @synchronized を使用しましたが、「スレッドプログラミングガイド」にあるとおりNSLockクラスやNSRecursiveLockクラスを使用してみるのもいいと思います。

参考元