在iOS多线程开发环境中，我们往往会用信号量Semaphore解决一些特别的问题，它不仅高效而且也易于理解。这里我总结了加锁、异步返回、控制线程并发数这三个用途，下面通过一些例子进行解释。
一、加锁
代码形式：
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
dispatch_async(queue, ^{
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
//临界区，即待加锁的代码区域
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});
}
在进行多线程任务之前，首先创建一个计数为1的信号量，这样可以保证同一时刻只有一个线程在访问临界区，dispatch_semaphore_create() 会为我们完成。
在要访问临界区之前，通过 dispatch_semaphore_wait() 函数，我们可以在信号量为 0 时，让临界区外的线程进入等待状态。
在这里，当第一条线程访问临界区时，信号量计数为初始值1，
dispatch_semaphore_wait() 函数判断到计数大于0，于是将计数减1，从而线程允许访问临界区。其它线程因为信号量等于0，就在临界区外等待。
在第一条线程访问完临界区后，这条线程需要发出一个信号，来表明我已经用完临界区的资源了，下个正在等待的线程可以去访问了。
dispatch_semaphore_signal()会将信号量计数加1，就好像发出了一个信号一样，下个在临界区前等待的线程会去接收它。接收到了信号的线程判断到信号量计数大于零了，于是访问临界区。
通过重复这个过程，所有线程都会安全地访问一遍临界区。
贴一段YYKit中的简单的加锁代码：
- (instancetype)init {
self = [super init];
_lock = dispatch_semaphore_create(1);
return self;
}
- (NSURL *)imageURL {
dispatch_semaphore_wait(_lock, DISPATCH_TIME_FOREVER);
NSURL *imageURL = _imageURL;
dispatch_semaphore_signal(_lock);
return imageURL;
}
二、异步任务，同步返回
- (NSArray *)tasksForKeyPath:(NSString *)keyPath {
__block NSArray *tasks = nil;
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
[self.session getTasksWithCompletionHandler:^(NSArray *dataTasks, NSArray *uploadTasks, NSArray *downloadTasks) {
//task赋值，代码有点长，就不贴了
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
}];
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
return tasks;
}
上面是 AFNetworking 的一段代码，我且称之为异步返回。这段代码的功能是通过异步的请求取得键路径为 keyPath 的任务数组 tasks，然后返回它。这个方法虽然是异步的，但是执行时间较短。
碰到这种情况，我们肯定最先想到的是用代码块 block 或者代理 delegate 来实现，然后我们就得去声明一个代理，写一个协议方法，或者写一个带有一个参数的代码块，这里AFNetworking巧妙地通过信号量解决了。
我们跟之前的加锁对比，可以发现，信号量在创建时计数是0，
dispatch_semaphore_signal() 函数在 dispatch_semaphore_wait() 函数之前。
AFNetworking 把 dispatch_semaphore_wait() 函数放在返回语句之前，同时信号量计数初始为0，是为了让线程在 tasks 有值之前一直等待。获取 tasks 的异步操作结束之后，这时候 tasks 赋值好了，于是通过 dispatch_semaphore_signal() 函数发出信号，外面的线程就知道不用等待，可以返回 tasks 了。
其实信号量进行了隐式的线程间通信，仔细想想，信号量本身是否线程安全呢？
三、控制线程并发数
在 GCD 中，dispatch_async() 异步操作可以产生新的线程，但是方法本身没办法限制线程的最大并发数，线程的创建和销毁是由 GCD 底层管理的。
了解 NSOperationQueue 的同学肯定知道，通过 maxConcurrentOperationCount 属性可以设置它的最大并发数。那么在GCD中，对应的解决方法就是使用信号量。
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(5);
for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
//多线程代码
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});
}
其实跟加锁代码非常相似，区别在于，在初始化信号量时，将计数赋值为最大并发数。在应用场景上，限制线程并发数是为了性能考虑，而加锁是为了安全而考虑。
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