• 멀티스레딩과 동시성 입문
• 언어 게런티
• 스레드
• 동기화 프리미티브
  • NSLock
  • NSRecursiveLock
  • NSCondition
  • NSDistributedLock
  • OSAtomic 어디있는가?
  • Synchronized 블럭에서
• GCD: Grand Central Dispatch
  • Dispatch Queues
  • Queue 사용하기
  • Barriers
  • 싱글톤과 Dispatch_once
  • Dispatch Groups
  • Dispatch Work Items
  • Dispatch Semaphores
  • Dispatch Assertions
  • Dispatch Sources
• Operations과 OperationQueues
• 마지막 생각들

• 작업 그룹 분리: 스레드는 실행 플로우의 관점에서 여러분의 어플리케이션을 모듈화하는데 사용할 수 있고, 각 스레드들은 예측할 수 있는 방법으로 같은 타입의 작업 그룹을 실행시키는데 사용할 수 있다. 여러분의 프로그램을 다른 실행 플로우로부터 고립시켜 앱의 현재 상태에대해 더 쉽게 만든다.
• 데이터-독립의 컴포넌트들의 병렬화: 하드웨어 스레드를 지원받거나 아닌(다음에 보자) 다중 소프트웨어 스레드는 원래 입력 데이터 구조의 하위집합에서 작동하는 여러 동일한 작업 본사본들을 병렬화하는데 사용될 수 있다.
• 조건이나 I/O를 기다리는데 깔끔한 방법: I/O를 블럭킹하거나 다른 종류의 오퍼레이션 블럭할때, 백그라운드 스레드는 이 오퍼레이션을 완료하기까지 깔끔하게 기다리는데 사용될 수 있다. 스레드의 이런 사용은 앱의 전반적인 설계를 증진하고 블럭된 호출 trivial을 다룰 수 있게 한다.

• 어떤 언어의 진술서에는 atomic이 고려될 수 있는데, 어떤 스레드도 부분적인 결과를 결과를 내지 않는 완전한 곳에서만 오퍼레이션을 실행시킬 수 있다. 예를들어 필수적으로 변수들이 atomic하게 초기화될 수 있는지 없는지 알아야한다.
• 공유된 변수를 어떻게 스레드에의해 다룰지, 디폴트로 캐싱을 할지, 특정 언어 변경자로 캐시 동작에 영향을 줄 수 있게 할지
• 크리티컬 섹션(critical section, 공유된 자원에서 동작하는 코드 영역)에 접근을 표시하고 규제하는데 사용되는 동시성 연산자가 있다. 예로서 이것은 한번에 특정 한 코드 패스를 따르기위해 한 스레드만 허용한다.

• Race Conditions: 같은 데이터에 실행되는 여러 스레드(예를들면 동시에 읽기, 쓰기를 하는)는 오퍼레이션 시리즈의 실행 결과를 예측하기 힘들거나 스레드 실행 순서에 따라 다른 결과가 나올 수 있다.
• Resources Contention: 다른 작업들을 실행시킬 수 있는 멀티 스레드가 같은 자원에 접근하려고하면, 요청했던 자원을 안전하게 얻는데 시간이 더 많이 요구될 것이다. 여러분이 필요한 자원을 얻는데 이런 지연은 기대하지 않았던 동작이 되버리거나, 아니면 이런 자원 접근을 규제하는 구조를 짜야한다.
• Deadlocks: 여러 스레드에서 자원에 락을 걸었는데 서로 그 락이 풀리기를 기다리게된다. 이 스레드 그룹은 영원히 실행을 블락시킨다.
• Starvation: 한 스레드가 절때 특정 순서에서 자원들을 얻지 못할 수 있다. 다양한 이유가 필요하며 영원히 성공하지 못할 자원 취득을 계속해서 시도한다.
• Priority Inversion: 시스템에의해 할당된 우선순위 전환으로 높은 우선순위의 스레드가 필요로하는 자원을 낮은 우선순위의 스레드가 계속해서 취득하고 있을 수 있다.
• Non-determinism과 Fairness: 우리는 언제 어느때의 순서에따라 스레드가 공유된 자원을 취득할 수 있을지 가정할 수 없다. 이런 지연은 우선순위를 결정할 수 없고 경쟁의 양에 크게 영향을 받는다. 그러나 크리티컬 섹션을 보호하는데 사용되는 동시성 프리미티브는 공평하게 만들어지거나, 공평을 지원하게 만들 수도 있다(used to guard a critical section can also be built to be fair or to support fairness). 기다리고 있는 모든 스레드가 크리티컬 섹션에 접근할 수 있게 보장하면서, 요청했던 명령을 침해하지 않는다.

class MyThread : Thread {
   override func main() {
       print("Thread started, sleep for 2 seconds...")
       sleep(2)
       print("Done sleeping, exiting thread")
   }
}

var t = Thread {
   print("Started!")
}

t.stackSize = 1024 * 16
t.start()              //Time needed to spawn a thread around 100us

let lock = NSLock()
class LThread : Thread {
   var id:Int = 0

   convenience init(id: Int) {
       self.init()
       self.id = id
   }

   override func main() {
       lock.lock()
       print(String(id)+" acquired lock.")
       lock.unlock()
       if lock.try() {
           print(String(id)+" acquired lock again.")
           lock.unlock()
       } else {  // If already locked move along.
           print(String(id)+" couldn't acquire lock.")
       }

       print(String(id)+" exiting.")




    }
}

var t1 = LThread(id:1)
var t2 = LThread(id:2)
t1.start()
t2.start()

let rlock = NSRecursiveLock()

class RThread : Thread {

   override func main() {
       rlock.lock()
       print("Thread acquired lock")
       callMe()
       rlock.unlock()
       print("Exiting main")
   }

   func callMe() {
       rlock.lock()
       print("Thread acquired lock")
       rlock.unlock()
       print("Exiting callMe")
   }
}

var tr = RThread()
tr.start()

let NO_DATA = 1
let GOT_DATA = 2
let clock = NSConditionLock(condition: NO_DATA)
var SharedInt = 0

class ProducerThread : Thread {

   override func main() {
       for i in 0..<5 {
            clock.lock(whenCondition: NO_DATA) //Acquire the lock when NO_DATA
            //If we don't have to wait for consumers we could have just done clock.lock()
            SharedInt = i
           clock.unlock(withCondition: GOT_DATA) //Unlock and set as GOT_DATA
        }
   }
}

class ConsumerThread : Thread {

   override func main() {
       for i in 0..<5 {
            clock.lock(whenCondition: GOT_DATA) //Acquire the lock when GOT_DATA
            print(i)
            clock.unlock(withCondition: NO_DATA) //Unlock and set as NO_DATA
        }
   }
}

let pt = ProducerThread()
let ct = ConsumerThread()
ct.start()
pt.start()

let cond = NSCondition()
var available = false
var SharedString = ""

class WriterThread : Thread {
       override func main() {
       for _ in 0..<5 {
           cond.lock()
           SharedString = "😅"
           available = true
           cond.signal() // Notify and wake up the waiting thread/s
           cond.unlock()
       }
   }
}

class PrinterThread : Thread {
       override func main() {
       for _ in 0..<5 { //Just do it 5 times
           cond.lock()
           while(!available) {  //Protect from spurious signals
                cond.wait()
           }
           print(SharedString)
           SharedString = ""
           available = false
           cond.unlock()
       }
   }
}

let writet = WriterThread()
let printt = PrinterThread()
printt.start()
writet.start()

var dlock = NSDistributedLock(path: "/tmp/MYAPP.lock")

if let dlock = dlock {
   var acquired = false
   while(!acquired) {
       print("Trying to acquire the lock...")
       usleep(1000)
       acquired = dlock.try()
   }

   // Do something...
   dlock.unlock()
}

var count: Int {
   queue.sync {self.count}
}

let serialQueue = DispatchQueue(label: "com.uraimo.Serial1")  //attributes: .serial
let concurrentQueue = DispatchQueue(label: "com.uraimo.Concurrent1", attributes: .concurrent)

let mainQueue = DispatchQueue.main
let globalDefault = DispatchQueue.global()

• .userInteractive
• .userInitiated
• .default
• .utility
• .background
• .unspecified

let backgroundQueue = DispatchQueue.global(qos: .background)

let serialQueueHighPriority = DispatchQueue(label: "com.uraimo.SerialH", qos: .userInteractive)

globalDefault.async {
   print("Async on MainQ, first?")
}

globalDefault.sync {
   print("Sync in MainQ, second?")
}

DispatchQueue.global(qos: .background).async {
    // Some background work here
    DispatchQueue.main.async {
        // It's time to update the UI
        print("UI updated on main queue")
   }
}

globalDefault.asyncAfter(deadline: .now() + .seconds(5)) {
   print("After 5 seconds")
}

globalDefault.sync {
     DispatchQueue.concurrentPerform(iterations: 5) {
       print("\($0) times")
   }
}

let inactiveQueue = DispatchQueue(label: "com.uraimo.inactiveQueue", attributes: [.concurrent, .initiallyInactive])
inactiveQueue.async {
   print("Done!")
}

print("Not yet...")
inactiveQueue.activate()
print("Gone!")

inactiveQueue.suspend()
inactiveQueue.resume()

globalDefault.sync {
    DispatchQueue.concurrentPerform(iterations: 5) { (id:Int) in
       sleep(UInt32(id) + 1)
       print("Async on globalDefault, 5 times: " + String(id))
    }
}

globalDefault.async (flags: .barrier) {
   print("All 5 concurrent tasks completed")
}

final class Singleton {

   public static let sharedInstance: Singleton = Singleton()

   private init() { }

   // ...
}

func runMe() {
   struct Inner {
       staticlet i: () = {
           print("Once!")
       }()
   }
   Inner.i
}

runMe()
runMe() // Constant already initialized
runMe() // Constant already initialized

import Foundation public extension DispatchQueue {

   private static var onceTokens = [Int] ()
   private static var internalQueue = DispatchQueue(label: "dispatchqueue.once")

   public class func once(token: Int, closure: (Void) -> Void) {
       internalQueue.sync {
           if onceTokens.contains(token) {
               return
           } else {
               onceTokens.append(token)
           }
           closure()
       }
   }
}

let t = 1
DispatchQueue.once(token: t) {
   print("only once!")
}
DispatchQueue.once(token: t) {
   print("Two times!?")
}
DispatchQueue.once(token: t) {
   print("Three times!!?")
}

import Foundation

public extension DispatchQueue {

   private static var _onceTokens = [Int] ()

   public class func once(token: Int, closure: (Void) -> Void) {
       objc_sync_enter(self);
       defer { objc_sync_exit(self) }
       if _onceTokens.contains(token) {
           return
       } else {
           _onceTokens.append(token)
       }
       closure()
   }
}

let mygroup = DispatchGroup()

for i in 0..<5 {
   globalDefault.async(group: mygroup) {
       sleep(UInt32(i))
       print("Group async on globalDefault:" + String(i))
   }
}

print("Waiting for completion...")
mygroup.notify(queue: globalDefault) {
   print("Notify received, done waiting.")
}
mygroup.wait()
print("Done waiting.")

for i in 0..<5 {
   mygroup.enter()
   sleep(UInt32(i))
   print("Group sync on MAINQ:" + String(i))
   mygroup.leave()
}

let workItem = DispatchWorkItem {
   print("Done!")
}
workItem.perform()

workItem.notify(queue: DispatchQueue.main) {
   print("Notify on Main Queue!")
}
defaultQueue.async(execute: workItem)

print("Waiting for work item...")
workItem.wait()
print("Done waiting.")
workItem.cancel()

let sem = DispatchSemaphore(value: 2)
// The semaphore will be held by groups of two pool threads
globalDefault.sync {
   DispatchQueue.concurrentPerform(iterations: 10) { (id:Int) in
       sem.wait(timeout: DispatchTime.distantFuture)
       sleep(1)
       print(String(id) + " acquired semaphore.")
       sem.signal()
   }
}

dispatchPrecondition(condition: .notOnQueue(mainQueue))
dispatchPrecondition(condition: .onQueue(queue))

• Timer Dispatch Sources: 시간내에 혹은 주기적인 이벤트에서 특정 시점에 이벤트를 만드는데 사용된다(DispatchSouceTimer).
• Signal Dispatch Souces: UNIX 시그널을 다루는데 사용된다(DispatchSourceSignal).
• Memory Dispatch Sources: 메모리 사용 상태 관련 알림을 등록하는데 사용된다(DispatchSourceMemoryPressure).
• Discriptor Dispatch Sources: 파일이나 소캣 관련 여러 이벤트를 등록하는데 사용된다(DispatchSourceFileSystemObject, DispatchSourceRead, DispatchSourceWrite).
• Process Dispatch Sources: 어떤 이벤트에대해 그들의 실행 상태 관련 외부 프로세스를 모니터링하는데 사용된다(DispatchSourceProcess)
• Mach related Dispatch Source: Mach 커널의 IPC 기능과 관련된 이벤트를 처리하는데 사용된다(DispatchSourceMachReceive, DispatchSourceMachSend).

let t = DispatchSource.makeTimerSource(queue: DispatchQueue.global())
t.setEventHandler{ print("!") }
t.scheduleOneshot(deadline: .now() + .seconds(5), leeway: .nanoseconds(0))
t.activate()

t.scheduleRepeating(deadline: .now(), interval: .seconds(5), leeway: .seconds(1))

t.cancel()

var queue = OperationQueue()
queue.name = "My Custom Queue"
queue.maxConcurrentOperationCount = 2

var mainqueue = OperationQueue.main //Refers to the queue of the main thread

queue.addOperation{
   print("Op1")
}
queue.addOperation{
   print("Op2")
}

var op3 = BlockOperation(block: {
   print("Op3")
})
op3.queuePriority = .veryHigh
op3.completionBlock = {
   if op3.isCancelled {
       print("Someone cancelled me.")
   }
   print("Completed Op3")
}

var op4 = BlockOperation {
   print("Op4 always after Op3")
   OperationQueue.main.addOperation {
       print("I'm on main queue!")
   }
}

op4.addDependency(op3)

queue.addOperation(op4)  // op3 will complete before op4, always
queue.addOperation(op3)

op3.isReady       //Ready for execution?
op3.isExecuting   //Executing now?
op3.isFinished    //Finished naturally or cancelled?
op3.isCancelled    //Manually cancelled?

queue.cancelAllOperations()

op3.cancel()

queue.isSuspended = true