4.1/4.2 多线程进阶篇<上>（Pthread & NSThread）
本文并非最终版本，如有更新或更正会第一时间置顶，联系方式详见文末
如果觉得本文内容过长，请前往本人 “简书”
本文源码 Demo 详见 Github
https://github.com/shorfng/iOS-4.0-multithreading.git
因为Pthread很少用到，所以对于Pthread的知识没有抠那么细致，所以将Pthread和 NSThread放在了一起。
4.1 Pthread
4.1-1.0 创建线程 - pthread_create
/*
<#pthread_t *restrict#> 线程的id,指向线程标识符的指针，C 语言中类型的结尾通常 _t/Ref，而且不需要使用 *
<#const pthread_attr_t *restrict#> 用来设置线程的属性 (一般为 NULL)
<#void *(*)(void *)#> 新建立的线程执行代码的函数,线程开启后需要调用的函数或方法 (指向函数的指针)
<#void *restrict#> 运行函数的参数,线程的限制 (一般为 NULL)
*/ 返回值：
- 若线程创建成功，则返回0
- 若线程创建失败，则返回出错编号 pthread_create(
<#pthread_t *restrict#>, // pthread_t :线程标识符.
<#const pthread_attr_t *restrict#>,
<#void *(*)(void *)#>,
<#void *restrict#>
);
4.1-1.1 __bridge 桥接
__bridge 桥接：
|
1、在c语言和OC之间,对数据类型进行转成换
2、通过桥接告诉c语言的函数，name就由C语言去管了
|
|
桥接的目的 :
就是为了告诉编译器如何管理内存，为OC添加自动内存管理操作
|
小结 ：
number = 1: 表示 主线程
number != 1: 表示 子线程
C语言中 void * == OC中的id
C语言的数据类型,一般以 Ref / _t
|
|
4.1-1.2【代码】Pthread
首先导入头文件 #import <pthread.h> 代码创建： // 创建线程，并且在线程中执行 demo 函数
- (void)pthreadDemo { pthread_t threadId = NULL;
NSString *str = @"Hello Pthread"; int result = pthread_create(&threadId, NULL, demo, (__bridge void *)(str)); if (result == ) {
NSLog(@"创建线程 OK");
} else {
NSLog(@"创建线程失败 %d", result);
}
} // 后台线程调用函数
void *demo(void *params) {
NSString *str = (__bridge NSString *)(params); NSLog(@"%@ - %@", [NSThread currentThread], str); return NULL;
}
4.2 NSThread
4.2-1.0 创建线程
|
4.2-1.1 创建线程1 - 对象方法alloc/init
一个NSThread对象就代表一条线程
创建方式1 : 通过NSThread的对象方法 (先创建初始化线程alloc/init , 再 start 开启线程) ——调试方便 NSThread *thread = [[NSThread alloc]initWithTarget:<#(nonnull id)#>
selector:<#(nonnull SEL)#>
object:<#(nullable id)#> ];
#import "ViewController.h" @interface ViewController ()
@end @implementation ViewController - (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
} - (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
[self threadDemo1];
} #pragma mark - 对象方法alloc/init
/*
- 在 OC 中，任何一个方法的代码都是从上向下顺序执行的
- 同一个方法内的代码，都是在相同线程执行的(block除外)
*/
- (void)threadDemo1 {
NSLog(@"before %@", [NSThread currentThread]); // 线程一启动，就会在线程thread中执行self的run方法
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self
selector:@selector(longOperation:)
object:@"THREAD"]; //开启线程,通过start方法,就会将我们创建出来的当前线程加入到`可调度线程池`,供CPU调度
//[thread start];执行后，会在另外一个线程执行 longOperation: 方法
[thread start]; NSLog(@"after %@", [NSThread currentThread]);
} - (void)longOperation:(id)obj {
NSLog(@"%@ - %@", [NSThread currentThread], obj);
} - (void)didReceiveMemoryWarning {
[super didReceiveMemoryWarning];
// Dispose of any resources that can be recreated.
} @end
打印结果：
2016-03-17 18:19:41.878 创建线程1 - 对象方法[2543:387435] before <NSThread: 0x7ffd28c00ca0>{number = 1, name = main}
2016-03-17 18:19:41.880 创建线程1 - 对象方法[2543:387711] <NSThread: 0x7ffd28d77be0>{number = 2, name = (null)} - THREAD
2016-03-17 18:19:41.880 创建线程1 - 对象方法[2543:387435] after <NSThread: 0x7ffd28c00ca0>{number = 1, name = main}
4.2-1.1.1 Target
NSThread 的实例化方法中的 target 指的是开启线程后，在线程中执行 哪一个对象 的 @selector 方法
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self.person
selector:@selector(longOperation:)
object:@"THREAD"]; [thread start];
- 通过指定不同的 target 会在后台线程执行该对象的 @selector 方法
- 不要看见 target 就写 self
4.2-1.2 创建线程2 - 类方法
创建方式2 : 通过NSThread的类方法 (创建线程后直接自动启动线程) [NSThread detachNewThreadSelector:<#(nonnull SEL)#>
toTarget:<#(nonnull id)#>
withObject:<#(nullable id)#> ];
#import "ViewController.h" @interface ViewController ()
@end @implementation ViewController - (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
} - (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
[self threadDemo2];
} #pragma mark - 类方法
- (void)threadDemo2 {
NSLog(@"before %@", [NSThread currentThread]); // detachNewThreadSelector 类方法不需要启动，会自动创建线程并执行@selector方法
// 它会自动给我们做两件事 : 1.创建线程对象 2.添加到`可调度线程池`
// 通过NSThread的类和NSObject的分类方法直接加入到可调度线程池里面去,等待CPU调度
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(longOperation:)
toTarget:self
withObject:@"DETACH"]; NSLog(@"after %@", [NSThread currentThread]);
} - (void)longOperation:(id)obj {
NSLog(@"%@ - %@", [NSThread currentThread], obj);
} - (void)didReceiveMemoryWarning {
[super didReceiveMemoryWarning];
// Dispose of any resources that can be recreated.
} @end
打印结果：
2016-03-17 18:36:05.339 创建线程2 - 类方法[2647:404930] before <NSThread: 0x7fddf8f01eb0>{number = 1, name = main}
2016-03-17 18:36:05.340 创建线程2 - 类方法[2647:404930] after <NSThread: 0x7fddf8f01eb0>{number = 1, name = main}
2016-03-17 18:36:05.340 创建 线程2 - 类方法[2647:405061] <NSThread: 0x7fddf8e0e7a0>{number = 2, name = (null)} - DETACH
4.2-1.3 创建线程3 - 分类方法（NSObject）
创建方式3 : 通过NSObject的分类方法 (隐式创建并直接自动启动线程) ——推荐,开发常用 // 此方法在后台线程中执行 (即是 : 在子线程中执行)
[self performSelectorInBackground:<#(nonnull SEL) #>
withObject:<#(nullable id) #> per];
#import "ViewController.h" @interface ViewController ()
@end @implementation ViewController - (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
} - (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
[self threadDemo3];
} #pragma mark - 分类方法
- (void)threadDemo3 {
NSLog(@"before %@", [NSThread currentThread]); // performSelectorInBackground 是NSObject的分类方法,会自动在后台线程执行@selector方法
// 没有 thread 字眼，隐式创建并启动线程
// 所有 NSObject 都可以使用此方法，在其他线程执行方法
// 通过NSThread的类和NSObject的分类方法直接加入到可调度线程池里面去,等待CPU调度
// PerformSelectorInBackground 可以让方便地在后台线程执行任意NSObject对象的方法
[self performSelectorInBackground:@selector(longOperation:)
withObject:@"PERFORM"]; NSLog(@"after %@", [NSThread currentThread]);
} - (void)longOperation:(id)obj {
NSLog(@"%@ - %@", [NSThread currentThread], obj);
} - (void)didReceiveMemoryWarning {
[super didReceiveMemoryWarning];
// Dispose of any resources that can be recreated.
} @end
打印结果：
2016-03-17 18:41:58.696 创建线程3 - 分类方法[2711:412522] before <NSThread: 0x7ff078c02320>{number = 1, name = main}
2016-03-17 18:41:58.696 创建线程3 - 分类方法[2711:412522] after <NSThread: 0x7ff078c02320>{number = 1, name = main}
2016-03-17 18:41:58.697 创建线程3 - 分类方法[2711:412751] <NSThread: 0x7ff078c0e390>{number = 2, name = (null)} - PERFORM
| 方式2和方式3的优缺点 : |
|
优点：简单快捷
缺点：无法对线程进行更详细的设置
|
4.2-2.0 线程属性
主线程相关方法 : + (NSThread *)mainThread; // 获得主线程
- (BOOL)isMainThread; // 是否为主线程
+ (BOOL)isMainThread; // 是否为主线程 NSThread *main = [NSThread mainThread]; // + (NSThread *)mainThread; 获得主线程 [NSThread isMainThread]; // + (BOOL)isMainThread; 类方法判断，该方法是否为主线程 [main isMainThread]; // - (BOOL)isMainThread; 对象方法判断，该对象是否为主线程
其他用法：
() currentThread - 获得当前线程 : 举例 :
NSThread *current = [NSThread currentThread]; //获得当前线程 () threadPriority - 线程的调度优先级 : 优先级，是一个浮点数，取值范围从 ~1.0 默认优先级是0. 值越大，优先级越高 优先级高只是保证 CPU 调度的可能性会高 建议：在开发的时候，不要修改优先级
多线程的目的：是将耗时的操作放在后台，不阻塞主线程和用户的交互！
多线程开发的原则：简单 //返回当前方法所在线程的优先级
+ (double)threadPriority;
举例:[NSThread threadPriority]; //设置线程的优先级
+ (BOOL)setThreadPriority:(double)p;
举例:self.thread1.threadPriority = 1.0; - (double)threadPriority;//返回当前方法所在线程的优先级
- (BOOL)setThreadPriority:(double)p;//设置线程的优先级 () name - 线程的名字 : 在大的商业项目中，通常需要在程序崩溃时，获取程序准确执行所在的线程 - (void)setName:(NSString *)n; //set 方法
- (NSString *)name; //get 方法 举例:
thread.name = @"线程A"; () stackSize - 栈区大小 - 默认情况下，无论是主线程还是子线程，栈区大小都是 512K
- 栈区大小虽然可以设置,但是我们一般都使用系统默认的大小就行了 举例:
[NSThread currentThread].stackSize = * ;
代码示例：
// 线程属性
- (void)threadProperty {
NSThread *t1 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self
selector:@selector(demo)
object:nil]; // 1. 线程名称
t1.name = @"Thread AAA"; // 2. 优先级
t1.threadPriority = ; [t1 start]; NSThread *t2 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self
selector:@selector(demo)
object:nil];
// 1. 线程名称
t2.name = @"Thread BBB";
// 2. 优先级
t2.threadPriority = ; [t2 start];
} - (void)demo {
for (int i = ; i < ; ++i) {
// 堆栈大小
NSLog(@"%@ 堆栈大小：%tuK", [NSThread currentThread],[NSThread currentThread].stackSize / );
} // 模拟崩溃
// 判断是否是主线程
if (![NSThread currentThread].isMainThread) {
NSMutableArray *a = [NSMutableArray array];
[a addObject:nil];
}
}
4.2-3.0 线程状态/线程生命周期
|
（1）新建状态 : 实例化线程对象
说明：创建线程有多种方式，这里不做过多的介绍
（2）就绪状态 / 启动线程： ( 进入就绪状态 ->运行状态。当线程任务执行完毕，自动进入死亡状态 )
|
线程开启 : 线程进入可调度线程池
|
（3）运行状态：
|
|
（4）阻塞状态 / 暂停线程 : 当满足某个预定条件时，可以使用休眠或锁阻塞线程执行
方法执行过程，符合某一条件时，可以利用 sleep 方法让线程进入 阻塞 状态 sleepForTimeInterval： //休眠指定时长 (从现在起睡多少秒)
sleepUntilDate： //休眠到指定日期 (从现在起睡到指定的日期)
@synchronized(self) { } //互斥锁 （）阻塞2秒
[NSThread sleepForTimeInterval:]; // 阻塞状态 （）以当前时间为基准阻塞4秒
NSDate *date = [NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:4.0]; //从现在开始多少秒
[NSThread sleepUntilDate:date]; //睡眠多少秒
（5）死亡状态 (一旦线程停止或死亡了，就不能再次开启任务 , 后续的所有代码都不会被执行 )
|
(1) 正常死亡
(2) 非正常死亡
注意：在终止线程之前，应该注意释放之前分配的对象！
|
生命周期示意图：
代码示例：
#import "ViewController.h" @interface ViewController ()
@end @implementation ViewController - (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
} - (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event { // 1.在主线程中创建一个子线程(实例化线程对象) ---> 新建状态
NSThread *Th =
[[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil]; // 2.将 Th 线程加入到可调度线程池,等待CPU调度--->就绪状态
[Th start]; // 3.让主线程阻塞,让当前线程(主线程)休眠
[NSThread sleepForTimeInterval:1.0]; // 4.在主线程给 Th 线程打死亡标签
[Th cancel]; //只是打了个标签,并没有执行,需要在子线程中
} // Th 线程---> 运行状态
- (void)run { NSThread *huThread = [NSThread currentThread]; CGMutablePathRef path = CGPathCreateMutable(); for (int i = ; i < ; i++) {
if ([huThread isCancelled]) {
NSLog(@"good bye1");
return; // --->非正常死亡(被逼着死亡)
} if (i == ) {
[NSThread sleepForTimeInterval:3.0]; //--->huThread阻塞状态3秒
// [NSThread sleepUntilDate:[NSDate distantFuture]]; // 睡到遥远的未来
// [NSThread sleepUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:2]]; //线程睡到从现在开始后的2秒为止
} if ([huThread isCancelled]) {
NSLog(@"good bye2");
return;
} if (i == ) {
//清空资源
CGPathRelease(path); //在调用下面方法之前,必须清空资源 非正常死亡--自杀（退出线程）
[NSThread exit];
} if ([huThread isCancelled]) {
NSLog(@"good bye3");
return;
}
NSLog(@"%d", i);
}
} //--->huThread死亡状态 (正常死亡状态) - (void)didReceiveMemoryWarning {
[super didReceiveMemoryWarning];
// Dispose of any resources that can be recreated.
} @end
4.2-4.1 多线程安全隐患 - 资源共享/抢夺
|
(1) 起因 :
资源共享概念 : 1块资源可能会被多个线程共享，也就是多个线程可能会访问同一块资源
主要是因为多条线程,对`同一资源同时操作`,导致的问题
|
| (2) 举例 : 比如多个线程访问同一个对象、同一个变量、同一个文件 |
| (3) 结果 : 当多个线程访问同一块资源时，很容易引发数据错乱和数据安全问题 (资源强夺) |
| (4) 解决方案 : 互斥锁 / 同步锁 |
代码示例 : (卖票案例)
|
多线程开发的复杂度相对较高，在开发时可以按照以下套路编写代码：
|
#import "ViewController.h" @interface ViewController ()
@property(nonatomic, strong) NSThread *thread01; // 售票员01
@property(nonatomic, strong) NSThread *thread02; // 售票员02
@property(nonatomic, strong) NSThread *thread03; // 售票员03 @property(nonatomic, assign) NSInteger ticketCount; //票的总数
@end @implementation ViewController - (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib. self.ticketCount = ; //创建线程
self.thread01 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self
selector:@selector(saleTicket)
object:nil];
self.thread01.name = @"售票员01"; self.thread02 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self
selector:@selector(saleTicket)
object:nil];
self.thread02.name = @"售票员02"; self.thread03 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self
selector:@selector(saleTicket)
object:nil];
self.thread03.name = @"售票员03";
} // 开启线程
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
[self.thread01 start];
[self.thread02 start];
[self.thread03 start];
} // 卖票
- (void)saleTicket { while () { @synchronized(self) { //互斥锁（控制器做锁对象）
// 先取出总数
NSInteger count = self.ticketCount; // 判断还有没有余票
if (count > ) {
self.ticketCount = count - ;
NSLog(@"%@卖了一张票，还剩下%zd张", [NSThread currentThread].name,
self.ticketCount);
} else {
NSLog(@"票已经卖完了");
break;
}
}
}
} - (void)didReceiveMemoryWarning {
[super didReceiveMemoryWarning];
// Dispose of any resources that can be recreated.
} @end
打印结果： 2016-03-17 19:37:27.429 线程安全[3386:472835] 售票员02卖了一张票，还剩下9张
2016-03-17 19:37:27.430 线程安全[3386:472836] 售票员03卖了一张票，还剩下8张
2016-03-17 19:37:27.430 线程安全[3386:472834] 售票员01卖了一张票，还剩下7张
2016-03-17 19:37:27.430 线程安全[3386:472835] 售票员02卖了一张票，还剩下6张
2016-03-17 19:37:27.430 线程安全[3386:472836] 售票员03卖了一张票，还剩下5张
2016-03-17 19:37:27.430 线程安全[3386:472834] 售票员01卖了一张票，还剩下4张
2016-03-17 19:37:27.431 线程安全[3386:472835] 售票员02卖了一张票，还剩下3张
2016-03-17 19:37:27.431 线程安全[3386:472836] 售票员03卖了一张票，还剩下2张
2016-03-17 19:37:27.431 线程安全[3386:472834] 售票员01卖了一张票，还剩下1张
2016-03-17 19:37:27.431 线程安全[3386:472835] 售票员02卖了一张票，还剩下0张
2016-03-17 19:37:27.432 线程安全[3386:472836] 票已经卖完了
2016-03-17 19:37:27.434 线程安全[3386:472834] 票已经卖完了
2016-03-17 19:37:27.434 线程安全[3386:472835] 票已经卖完了
4.2-4.2 安全隐患解决 – 互斥锁 / 同步锁
互斥锁使用技术 : 线程同步
| 概念：多条线程按顺序地执行任务 |
| 引申 : 互斥锁，就是使用了线程同步技术 |
互斥锁使用格式 :
//锁对象为能够加锁的任意 NSObject 对象
//锁对象一定要保证所有的线程都能够访问
//如果代码中只有一个地方需要加锁，大多都使用self，这样可以避免单独再创建一个锁对象 @synchronized(锁对象) {
//需要锁定的代码
}
|
注意：
|
互斥锁的使用前提：
| 多条线程抢夺同一块资源 |
互斥锁的优缺点 :
| 优点：能有效防止因多线程抢夺资源造成的数据安全问题 , 能保证数据的准确性 |
| 缺点：需要消耗大量的CPU资源 , 可能会导致执行速度变慢 |
4.2-4.3 原子属性/非原子属性
原子和非原子属性:
| (默认) atomic | 原子属性 | 为setter方法加锁 | 线程安全，需要消耗大量的资源 |
| (推荐) nonatomic | 非原子属性 | 不会为setter方法加锁 | 非线程安全，适合内存小的移动设备 |
atomic加锁原理：
@property (assign, atomic) int age;
- (void)setAge:(int)age
{
@synchronized(self) {
_age = age;
}
}
iOS开发的建议：
|
4.2-5.0 线程间通讯和常用方法
线程间通信：
| 概念 : 在1个进程中，线程往往不是孤立存在的，多个线程之间需要经常进行通信 |
|
线程间通信的体现 :
|
线程间通信常用方法 :
//在主线程执行操作 (从子线程回到主线程)(推荐)
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector
withObject:(id)arg
waitUntilDone:(BOOL)wait; - (void)performSelector:(SEL)aSelector
onThread:(NSThread *)thr
withObject:(id)arg
waitUntilDone:(BOOL)wait;
另外一种线程之间的通信方式：NSPort（端口）
|
包括的子类：
（1）NSMessagePort;
（2）NSMachPort;
|
4.2-5.1 图片下载示例
#import "ViewController.h" @interface ViewController ()
@property(weak, nonatomic) IBOutlet UIImageView *imageView;
@end @implementation ViewController - (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.
} - (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
// 开启子线程（在子线程中调用download方法下载图片）
[self performSelectorInBackground:@selector(download) withObject:nil];
} #pragma mark - 图片下载
- (void)download {
// 1.图片的网络路径
NSURL *url =
[NSURL URLWithString:@"http://www.5068.com/u/faceimg/20140804114111.jpg"]; // 2.下载图片并把图片转换为二进制的数据（耗时操作）
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url]; // 3.生成图片（把数据转换成图片）
UIImage *image = [UIImage imageWithData:data]; // 4.回到主线程中设置图片
// 方法1：
[self.imageView
performSelector:@selector(setImage:)
onThread:[NSThread mainThread]
withObject:image
waitUntilDone:NO]; //是否等到@selector的方法完成后再往下执行，NO表示否 //方法2：
[self.imageView performSelectorOnMainThread:@selector(setImage:)
withObject:image
waitUntilDone:NO];
// 方法3：代码一
[self performSelectorOnMainThread:@selector(showImage:)
withObject:image
waitUntilDone:NO];
} // 方法3：代码二
- (void)showImage:(UIImage *)image {
self.imageView.image = image; //设置显示图片
} #pragma mark - 测试图片下载时间 方法1：NSDate
- (void)download1 {
// 1.图片的网络路径
NSURL *url =
[NSURL URLWithString:@"http://www.5068.com/u/faceimg/20140804114111.jpg"]; NSDate *begin = [NSDate date]; //开始时间 // 2.根据图片的网络路径去下载图片数据
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url]; NSDate *end = [NSDate date]; //结束时间 NSLog(@"%f", [end timeIntervalSinceDate:begin]); // 时间间隔 = 开始-结束 // 3.显示图片
self.imageView.image = [UIImage imageWithData:data];
} #pragma mark - 测试图片下载时间 方法2：CFTimeInterval
- (void)download2 {
// 1.图片的网络路径
NSURL *url =
[NSURL URLWithString:@"http://www.5068.com/u/faceimg/20140804114111.jpg"]; CFTimeInterval begin = CFAbsoluteTimeGetCurrent(); // 开始时间 // 2.根据图片的网络路径去下载图片数据
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url]; CFTimeInterval end = CFAbsoluteTimeGetCurrent(); //结束时间 NSLog(@"%f", end - begin); // 时间间隔 = 开始-结束 // 3.显示图片
self.imageView.image = [UIImage imageWithData:data];
} - (void)didReceiveMemoryWarning {
[super didReceiveMemoryWarning];
// Dispose of any resources that can be recreated.
} @end
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如有疑问，请发送邮件至 shorfng@126.com 联系我。
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- delete
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版权声明:欢迎转载,但是看在我辛勤劳动的份上,请注明来源:http://blog.csdn.net/yinwenjie(未经允许严禁用于商业用途!) 目录(?)[-] Nginx继续进阶 1gzip ...
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