书接上回, 上次谈到iOS 多线程知识点总结之: 进程和线程, 接着就是 多线程实现方案里面的 NSThread 了.
NSThread 多线程创建方法
方法一: alloc init, 需要手动启动线程
// 1. 创建线程
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(test:) object:nil];
// 2. 启动线程
[thread start];
- 通过 NSThread 调用的方法是必须只传递一个参数, 而且不一定要有返回值,在文档中是这样解释的
selector
The selector for the message to send to target. This selector must take only one argument and must not have a return value.
调用方法实现:
- (void)test:(NSString *)string {
NSLog(@"test - %@ - %@", [NSThread currentThread], string);
}
通过打印结果知此时已经创建了一个子线程(number = 2)
test - <NSThread: 0x7fc56070cbe0>{number = 2, name = (null)} - (null)
方法二: 分离子线程, 会自动启动线程
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(test:) toTarget:self withObject:@"分离子线程"];
打印结果:
test - <NSThread: 0x7ff482c12b30>{number = 2, name = (null)} - 分离子线程
方法三: 开启一条后台线程, 也会自动启动线程
[self performSelectorInBackground:@selector(test:) withObject:@"后台线程"];
打印结果:
test - <NSThread: 0x7f983960fc50>{number = 2, name = (null)} - 后台线程
三种方法对比
方法一
- 优点: 可以拿到线程对象, 并设置相关属性
- 缺点: 代码量相对多一点, 需要手动启动线程
方法二和方法三
- 优点: 创建线程简单快捷
- 缺点: 无法拿到线程对象, 无法设置相关属性
NSThread 常用属性设置
NSThread 里有很多的方法和属性, 常用的有下图中的两个:
当通过NSThread创建了不止一条线程的时候,就能用到这些了.
name (线程名字)
例如我们创建三条子线程,并设置子线程的name 属性
// 创建线程A
NSThread *threadA = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(test:) object:@"子线程"];
threadA.name = @"子线程A";
[threadA start];
// 创建线程B
NSThread *threadB = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(test:) object:@"子线程"];
threadB.name = @"子线程B";
[threadB start];
// 创建线程C
NSThread *threadC = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(test:) object:@"子线程"];
threadC.name = @"子线程C";
[threadC start];
这样在想知道是哪条线程的时候,只需要打印鲜明名字就可以了[NSThread currentThread].name,方便查看, 打印结果如下:
2016-07-27 14:51:20.520 多线程[75816:852836] test - 子线程A
2016-07-27 14:51:20.520 多线程[75816:852837] test - 子线程B
2016-07-27 14:51:20.520 多线程[75816:852838] test - 子线程C
threadPriority(线程优先级)
threadPriority 的取值范围是 0.0 -- 1.0, 默认是0.5. 数值越大, 优先级越高 ,通过代码来演示下
这里给三个子线程设置了不同的优先级, 线程A < 线程C < 线程B
threadA.threadPriority = 0.1;
threadB.threadPriority = 1.0;
threadC.threadPriority = 0.5;
让三个线程都执行100次, 打印一下各个线程的运行次数和线程名字:
for (int i = 0; i < 100; ++i) {
NSLog(@"%d - %@", i + 1, [NSThread currentThread].name);
}
执行结果如下:
同一时间, 三个线程的执行次数有很大差别,这是因为 线程B 的优先级最大,被执行的概率也最大, 执行次数自然也最多, 线程A 的优先级最小, 被执行的概率最小, 执行的次数自然也最小.
NSThread 线程的生命周期
- 只有当需要执行的任务全部执行完毕之后才会被释放掉.
这个证明起来也很简单, 自定义一个 Thread 类继承字 NSThread , 里面重写一下 dealloc 方法, 打印一下方法名即可. 用自定义 Thread 创建一个线程, 会发现任务指向完毕之后, dealloc 方法被调用.
线程的状态
做了一张图
控制线程状态
- 启动线程
- (void)start;
线程进入就绪状态, 当线程执行完毕,进入死亡状态
- 阻塞(暂停)线程
+ (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;
+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;
线程进入阻塞状态
代码演示:
// 阻塞线程
//[NSThread sleepForTimeInterval:3.0];
[NSThread sleepUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:3.0]];
上面两种方法的执行效果是相同的, 开始和结束的之间线程阻塞或者说休眠了3秒
2016-07-27 17:10:51.223 控制线程状态[84187:952380] test - <NSThread: 0x7fae6249f250>{number = 2, name = (null)}
2016-07-27 17:10:54.231 控制线程状态[84187:952380] ----end----
- 强制停止线程
+ (void)exit;
线程进入死亡状态
代码演示:
让任务执行100次, 看下效果
- (void)test {
for (int i = 0; i < 100; ++i) {
NSLog(@"%d - %@", i, [NSThread currentThread]);
}
NSLog(@"----end----");
}
执行完毕之后, 自动结束
让任务在执行过程中强制停止
- (void)test {
for (int i = 0; i < 100; ++i) {
NSLog(@"%d - %@", i, [NSThread currentThread]);
if (i == 10) {
[NSThread exit];
}
}
}
当达到停止条件时, 线程就强制退出了
线程一旦进入到死亡状态, 线程也就停止了, 就不能再次启动任务.
线程安全
多线程的安全隐患
- 资源共享
- 一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
- 比如多个线程访问同一个对象, 同一个变量, 同一个文件
- 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
买火车票的例子
举这个例子, 是为了模仿我们实际 iOS 开发中可能会用到多线程下载网络数据的情况, 因为数据量可能会很大, 看是否会出现问题.
// 火车票总数
self.ticketCount = 100;
// 三个售票员
self.threadA = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(saleTicket) object:nil];
self.threadB = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(saleTicket) object:nil];
self.threadC = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(saleTicket) object:nil];
self.threadA.name = @"售票员A";
self.threadB.name = @"售票员B";
self.threadC.name = @"售票员C";
[self.threadA start];
[self.threadB start];
[self.threadC start];
买票方法:
- (void)saleTicket {
while (1) {
NSInteger count = self.ticketCount;
if (count > 0) {
for (int i = 0; i < 1000000; ++i) {
// 只是耗时间, 没有其他用
}
self.ticketCount = count - 1;
NSLog(@"%@卖出一张票,还剩- %zd", [NSThread currentThread].name, self.ticketCount);
} else {
NSLog(@"票卖完了");
break;
}
}
}
因为简单的买票操作执行非常快,无法看出效果,就在其中加了一段耗费时间的代码,这时候看到的结果是这样的
显然, 是有问题的, 多次出现卖出同一张票的情况. 也就是造成了数据混乱. 那该怎么解决呢? 这个时候就要用到 -- 互斥锁.
- (void)saleTicket {
while (1) {
// 加 互斥锁, 全局唯一, self, 代表锁对象
@synchronized(self) {
NSInteger count = self.ticketCount;
if (count > 0) {
for (int i = 0; i < 1000000; ++i) {
// 只是耗时间, 没有其他用
}
self.ticketCount = count - 1;
NSLog(@"%@卖出一张票,还剩- %zd", [NSThread currentThread].name, self.ticketCount);
} else {
NSLog(@"票卖完了");
break;
}
}
}
}
这样就可以了,运行看结果:
不会出现数据混乱的情况了, 也达到了三个线程卖票的功能.
加锁的注意点
- 必须是全局唯一的.
- 加锁的位置
- 加锁的前提条件(多条线程抢夺同一块资源)
加锁的优点
- 能有效的防止因为多线程抢夺资源造成的数据安全问题
加锁的缺点
- 会耗费一些额外的 CPU 资源
- 造成线程同步(多条线程在同一条线上执行,而且是按顺序的执行)
原子和非原子 属性
OC 在定义属性时有 nonatomic 和atomic
- atomic: 原子性, 为 setter 方法加锁(默认是 atomic)
- nonatomic: 非原子性, 不会为 setter 方法加锁
nonatomic 和**atomic **对比
- atomic: 线程安全, 需要消耗大量的资源
- nonatomic: 非线程安全, 适合内存小的移动设备
iOS 开发建议
- 所有属性都声明为 nonatomic
- 尽量避免多线程抢夺同一块资源
- 尽量将加锁, 资源抢夺的业务逻辑交给服务器端处理, 减小移动端的压力.
线程间通信
什么叫线程间通信
在一个进程中, 线程往往不是孤立存在的, 多个线程之间需要经常的进行通信
线程间通信的体现
- 一个线程传递数据给另一个线程
- 在一个线程中执行完毕特定任务后, 转到另一个线程继续执行任务
线程键通信常用的方法
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
例如, 给一个在 view 上的 UIImageView 添加网络图片的操作
一般情况下,我们是直接给 imageView 设置图片
// 网络图片 URL
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://pic1.win4000.com/wallpaper/2/4fcec0bf0fb7f.jpg"];
// 根据 URL 下载图片到本地, 保存为二进制文件
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
// 转换图片格式
UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
// 设置图片
self.imageView.image = image;
但是如果图片比较大, 下载所需要的事件比较长, 这个时候就会造成主线程的阻塞, 影响用户体验.我们可以开启一个子线程去加载图片, 下载完毕之后再回到主线程显示图片, 这个就是线程之间的通信.
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(download) toTarget:self withObject:nil];
下载方法的实现:
- (void)download {
// 网络图片 URL
NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://pic1.win4000.com/wallpaper/2/4fcec0bf0fb7f.jpg"];
// 根据 URL 下载图片到本地, 保存为二进制文件
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
// 转换图片格式
UIImage *image = [UIImage imageWithData:data];
// 查看当前线程
NSLog(@"download - %@", [NSThread currentThread]);
// 在子线程下载后要回到主线程设置 UI
/*
第一个参数: 回到主线程之后要调用哪个方法
第二个参数: 调用方法要传递的参数
第三个参数: 是否需要等待该方法执行完毕再往下执行
*/
[self performSelectorOnMainThread:@selector(showImage:) withObject:image waitUntilDone:YES];
}
设置并显示图片方法实现:
- (void)showImage:(UIImage *)image {
// 设置图片
self.imageView.image = image;
// 查看当前线程
NSLog(@"showImage - %@", [NSThread currentThread]);
}
控制台打印结果是:
可以看到,下载图片是在子线程, 设置图片是回到了主线程操作的
关于回到主线程设置图片, 除了上面提到的方法,还是使用
[self performSelector:@selector(showImage:) onThread:[NSThread mainThread] withObject:image waitUntilDone:YES];
这个也是需要调用 showImage 方法,效果一样.
也可以直接使用self.imageView调用performSelectorOnMainThread: withObject: waitUntilDone:方法, 这样不需要再去生命一个showImage方法, 就可以回到主线程设置图片.
[self.imageView performSelectorOnMainThread:@selector(setImage:) withObject:image waitUntilDone:YES];
也能达到我们想要的效果.
这也是线程间通信最常用的情景.
- 关于 NSThread 多线程的总结就到这里, 下篇将对 GCD 进行总结学习
