iOS多執行緒篇:NSThread簡單介紹和使用
一、什麼是NSThread
NSThread是基於執行緒使用,輕量級的多執行緒程式設計方法(相對GCD和NSOperation),一個NSThread物件代表一個執行緒,
需要手動管理執行緒的生命週期,處理執行緒同步等問題。
二、NSThread方法介紹
1)動態建立
1 |
NSThread * newThread = [[NSThread alloc]initWithTarget:self
|
動態方法返回一個新的thread物件,需要呼叫start方法來啟動執行緒
2)靜態建立
1 |
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(threadRun) toTarget:self withObject:nil];
|
由於靜態方法沒有返回值,如果需要獲取新建立的thread,需要在selector中呼叫獲取當前執行緒的方法
3)執行緒開啟
1 |
[newThread start];
|
4)執行緒暫停
1 2 |
[NSThread sleepForTimeInterval:1.0]; (以暫停一秒為例)
[NSThread sleepUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:1.0]]; |
NSThread的暫停會有阻塞當前執行緒的效果
5)執行緒取消
1 |
[newThread cancel];
|
取消執行緒並不會馬上停止並退出執行緒,僅僅只作(執行緒是否需要退出)狀態記錄
6)執行緒停止
1 |
[NSThread exit];
|
停止方法會立即終止除主執行緒以外所有執行緒(無論是否在執行任務)並退出,需要在掌控所有執行緒狀態的情況下呼叫此方法,
否則可能會導致記憶體問題。
7)獲取當前執行緒
1 |
[NSThread currentThread];
|
8)獲取主執行緒
1 |
[NSThread mainThread]; |
9)執行緒優先順序設定
iOS 8以前使用
1 |
[NSThread setThreadPriority:1.0];
|
這個方法的優先順序的數值設定讓人困惑,因為你不知道你應該設定多大的值是比較合適的,因此在iOS8之後,threadPriority添加了
一句註釋:To be deprecated; use qualityOfService below
意思就是iOS 8以後推薦使用qualityOfService屬性,通過量化的優先順序列舉值來設定
qualityOfService的列舉值如下:
-
NSQualityOfServiceUserInteractive:最高優先順序,用於使用者互動事件
-
NSQualityOfServiceUserInitiated:次高優先順序,用於使用者需要馬上執行的事件
-
NSQualityOfServiceDefault:預設優先順序,主執行緒和沒有設定優先順序的執行緒都預設為這個優先順序
-
NSQualityOfServiceUtility:普通優先順序,用於普通任務
-
NSQualityOfServiceBackground:最低優先順序,用於不重要的任務
比如給執行緒設定次高優先順序:
1 |
[newThread setQualityOfService:NSQualityOfServiceUserInitiated];
|
三、執行緒間通訊
常用的有三種:
1、指定當前執行緒執行操作
1 2 3 |
[self performSelector:@selector(threadRun)];
[self performSelector:@selector(threadRun) withObject:nil];
[self performSelector:@selector(threadRun) withObject:nil afterDelay:2.0];
|
2、(在其他執行緒中)指定主執行緒執行操作
1 |
[self performSelectorOnMainThread:@selector(threadRun) withObject:nil
|
注意:更新UI要在主執行緒中進行
3、(在主執行緒中)指定其他執行緒執行操作
1 2 |
[self performSelector:@selector(threadRun) onThread:newThread
//這裡指定為某個執行緒
[self performSelectorInBackground:@selector(threadRun) withObject:nil]; //這裡指定為後臺執行緒
|
四、執行緒同步
執行緒和其他執行緒可能會共享一些資源,當多個執行緒同時讀寫同一份共享資源的時候,可能會引起衝突。執行緒同步是指是指在一定的時間內只允許
某一個執行緒訪問某個資源
iOS實現執行緒加鎖有NSLock和@synchronized兩種方式。
五、執行緒的建立和使用例項:模擬售票
情景:某演唱會門票發售,在廣州和北京均開設視窗進行銷售,以下是程式碼實現
先監聽執行緒退出的通知,以便知道執行緒什麼時候退出
1 |
[[NSNotificationCenter defaultCenter]addObserver:self selector:@selector(threadExitNotice)
|
設定演唱會的門票數量
1 |
_ticketCount = 50;
|
新建兩個子執行緒(代表兩個視窗同時銷售門票)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 |
NSThread * window1 = [[NSThread alloc]initWithTarget:self
window1.name = @ "北京售票視窗" ;
[window1 start];
NSThread * window2 = [[NSThread alloc]initWithTarget:self
window2.name = @ "廣州售票視窗" ;
[window2 start];
執行緒啟動後,執行saleTicket,執行完畢後就會退出,為了模擬持續售票的過程,
- (void)saleTicket {
while (1) {
//如果還有票,繼續售賣
if (_ticketCount > 0) {
_ticketCount --;
NSLog(@ "%@" , [NSString stringWithFormat:@ "剩餘票數:%ld 視窗:%@" , _ticketCount, [NSThread currentThread].name]);
[NSThread sleepForTimeInterval:0.2];
}
//如果已賣完,關閉售票視窗
else {
break ;
}
}
}
|
執行結果:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 |
2016-04-06 19:25:36.637 MutiThread[4705:1371666] 剩餘票數:9 視窗:廣州售票視窗
2016-04-06 19:25:36.637 MutiThread[4705:1371665] 剩餘票數:8 視窗:北京售票視窗
2016-04-06 19:25:36.839 MutiThread[4705:1371666] 剩餘票數:7 視窗:廣州售票視窗
2016-04-06 19:25:36.839 MutiThread[4705:1371665] 剩餘票數:7 視窗:北京售票視窗
2016-04-06 19:25:37.045 MutiThread[4705:1371666] 剩餘票數:5 視窗:廣州售票視窗
2016-04-06 19:25:37.045 MutiThread[4705:1371665] 剩餘票數:6 視窗:北京售票視窗
2016-04-06 19:25:37.250 MutiThread[4705:1371665] 剩餘票數:4 視窗:北京售票視窗
2016-04-06 19:25:37.250 MutiThread[4705:1371666] 剩餘票數:4 視窗:廣州售票視窗
2016-04-06 19:25:37.456 MutiThread[4705:1371666] 剩餘票數:2 視窗:廣州售票視窗
2016-04-06 19:25:37.456 MutiThread[4705:1371665] 剩餘票數:3 視窗:北京售票視窗
2016-04-06 19:25:37.661 MutiThread[4705:1371665] 剩餘票數:1 視窗:北京售票視窗
2016-04-06 19:25:37.661 MutiThread[4705:1371666] 剩餘票數:1 視窗:廣州售票視窗
2016-04-06 19:25:37.866 MutiThread[4705:1371665] 剩餘票數:0 視窗:北京售票視窗
2016-04-06 19:25:37.867 MutiThread[4705:1371666] <nsthread: 0x7fdc91e289f0>
2016-04-06 19:25:38.070 MutiThread[4705:1371665] <nsthread: 0x7fdc91e24d60>
|
可以看到,票的銷售過程中出現了剩餘數量錯亂的情況,這就是前面提到的執行緒同步問題。
售票是一個典型的需要執行緒同步的場景,由於售票渠道有很多,而票的資源是有限的,當多個渠道在短時間內賣出大量
的票的時候,如果沒有同步機制來管理票的數量,將會導致票的總數和售出票數對應不上的錯誤。
我們在售票的過程中給票加上同步鎖:同一時間內,只有一個執行緒能對票的數量進行操作,當操作完成之後,其他執行緒
才能繼續對票的數量進行操作。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 |
- (void)saleTicket {
while (1) {
@synchronized(self) {
//如果還有票,繼續售賣
if (_ticketCount > 0) {
_ticketCount --;
NSLog(@ "%@" , [NSString stringWithFormat:@ "剩餘票數:%ld 視窗:%@" , _ticketCount, [NSThread currentThread].name]);
[NSThread sleepForTimeInterval:0.2];
}
//如果已賣完,關閉售票視窗
else {
break ;
}
}
}
}
|
執行結果:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 |
2016-04-06 19:31:27.913 MutiThread[4718:1406865] 剩餘票數:11 視窗:北京售票視窗
2016-04-06 19:31:28.115 MutiThread[4718:1406866] 剩餘票數:10 視窗:廣州售票視窗
2016-04-06 19:31:28.317 MutiThread[4718:1406865] 剩餘票數:9 視窗:北京售票視窗
2016-04-06 19:31:28.522 MutiThread[4718:1406866] 剩餘票數:8 視窗:廣州售票視窗
2016-04-06 19:31:28.728 MutiThread[4718:1406865] 剩餘票數:7 視窗:北京售票視窗
2016-04-06 19:31:28.929 MutiThread[4718:1406866] 剩餘票數:6 視窗:廣州售票視窗
2016-04-06 19:31:29.134 MutiThread[4718:1406865] 剩餘票數:5 視窗:北京售票視窗
2016-04-06 19:31:29.339 MutiThread[4718:1406866] 剩餘票數:4 視窗:廣州售票視窗
2016-04-06 19:31:29.545 MutiThread[4718:1406865] 剩餘票數:3 視窗:北京售票視窗
2016-04-06 19:31:29.751 MutiThread[4718:1406866] 剩餘票數:2 視窗:廣州售票視窗
2016-04-06 19:31:29.952 MutiThread[4718:1406865] 剩餘票數:1 視窗:北京售票視窗
2016-04-06 19:31:30.158 MutiThread[4718:1406866] 剩餘票數:0 視窗:廣州售票視窗
2016-04-06 19:31:30.363 MutiThread[4718:1406866] <nsthread: 0x7ff0c1637320>
2016-04-06 19:31:30.363 MutiThread[4718:1406865] <nsthread: 0x7ff0c1420cb0>
|
可以看到,票的數量沒有出現錯亂的情況。
執行緒的持續執行和退出
我們注意到,執行緒啟動後,執行saleTicket完畢後就馬上退出了,怎樣能讓執行緒一直執行呢(視窗一直開放,
可以隨時指派其賣演唱會的門票的任務),答案就是給執行緒加上runLoop
1 2 |
//先監聽執行緒退出的通知,以便知道執行緒什麼時候退出
[[NSNotificationCenter defaultCenter]addObserver:self
|
1 2 |
//設定演唱會的門票數量
_ticketCount = 50;
|
新建兩個子執行緒(代表兩個視窗同時銷售門票)
1 2 3 4 |
NSThread * window1 = [[NSThread alloc]initWithTarget:self
[window1 start];
NSThread * window2 = [[NSThread alloc]initWithTarget:self
[window2 start];
|
接著我們給執行緒建立一個runLoop
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
- (void)thread1 {
[NSThread currentThread].name = @ "北京售票視窗" ;
NSRunLoop * runLoop1 = [NSRunLoop currentRunLoop];
[runLoop1 runUntilDate:[NSDate date]]; //一直執行
}
- (void)thread2 {
[NSThread currentThread].name = @ "廣州售票視窗" ;
NSRunLoop * runLoop2 = [NSRunLoop currentRunLoop];
[runLoop2 runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:10.0]]; //自定義執行時間
}
|
然後就可以指派任務給執行緒了,這裡我們讓兩個執行緒都執行相同的任務(售票)
1 2 |
[self performSelector:@selector(saleTicket) onThread:window1
[self performSelector:@selector(saleTicket) onThread:window2
|
執行結果:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 |
2016-04-06 19:43:22.585 MutiThread[4762:1478200] 剩餘票數:11 視窗:北京售票視窗
2016-04-06 19:43:22.788 MutiThread[4762:1478201] 剩餘票數:10 視窗:廣州售票視窗
2016-04-06 19:43:22.993 MutiThread[4762:1478200] 剩餘票數:9 視窗:北京售票視窗
2016-04-06 19:43:23.198 MutiThread[4762:1478201] 剩餘票數:8 視窗:廣州售票視窗
2016-04-06 19:43:23.404 MutiThread[4762:1478200] 剩餘票數:7 視窗:北京售票視窗
2016-04-06 19:43:23.609 MutiThread[4762:1478201] 剩餘票數:6 視窗:廣州售票視窗
2016-04-06 19:43:23.810 MutiThread[4762:1478200] 剩餘票數:5 視窗:北京售票視窗
2016-04-06 19:43:24.011 MutiThread[4762:1478201] 剩餘票數:4 視窗:廣州售票視窗
2016-04-06 19:43:24.216 MutiThread[4762:1478200] 剩餘票數:3 視窗:北京售票視窗
2016-04-06 19:43:24.422 MutiThread[4762:1478201] 剩餘票數:2 視窗:廣州售票視窗
2016-04-06 19:43:24.628 MutiThread[4762:1478200] 剩餘票數:1 視窗:北京售票視窗
2016-04-06 19:43:24.833 MutiThread[4762:1478201] 剩餘票數:0 視窗:廣州售票視窗
2016-04-06 19:43:25.039 MutiThread[4762:1478201]
|
可以看到,當票賣完後,兩個執行緒並沒有退出,仍在繼續執行,當到達指定時間後,執行緒2退出了,
如果需要讓執行緒1退出,需要我們手動管理。
比如我們讓執行緒完成任務(售票)後自行退出,可以這樣操作
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 |
- (void)saleTicket {
while (1) {
@synchronized(self) {
//如果還有票,繼續售賣
if (_ticketCount > 0) {
_ticketCount --;
NSLog(@ "%@" , [NSString stringWithFormat:@ "剩餘票數:%ld 視窗:%@" , _ticketCount, [NSThread currentThread].name]);
[NSThread sleepForTimeInterval:0.2];
}
//如果已賣完,關閉售票視窗
else {
if ([NSThread currentThread].isCancelled) {
break ;
} else {
NSLog(@ "售賣完畢" );
//給當前執行緒標記為取消狀態
[[NSThread currentThread] cancel];
//停止當前執行緒的runLoop
CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent());
}
}
}
}
}
|
執行結果:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 |
2016-04-06 20:08:38.287 MutiThread[4927:1577193] 剩餘票數:10 視窗:北京售票視窗
2016-04-06 20:08:38.489 MutiThread[4927:1577194] 剩餘票數:9 視窗:廣州售票視窗
2016-04-06 20:08:38.690 MutiThread[4927:1577193] 剩餘票數:8 視窗:北京售票視窗
2016-04-06 20:08:38.892 MutiThread[4927:1577194] 剩餘票數:7 視窗:廣州售票視窗
2016-04-06 20:08:39.094 MutiThread[4927:1577193] 剩餘票數:6 視窗:北京售票視窗
2016-04-06 20:08:39.294 MutiThread[4927:1577194] 剩餘票數:5 視窗:廣州售票視窗
2016-04-06 20:08:39.499 MutiThread[4927:1577193] 剩餘票數:4 視窗:北京售票視窗
2016-04-06 20:08:39.700 MutiThread[4927:1577194] 剩餘票數:3 視窗:廣州售票視窗
2016-04-06 20:08:39.905 MutiThread[4927:1577193] 剩餘票數:2 視窗:北京售票視窗
2016-04-06 20:08:40.106 MutiThread[4927:1577194] 剩餘票數:1 視窗:廣州售票視窗
2016-04-06 20:08:40.312 MutiThread[4927:1577193] 剩餘票數:0 視窗:北京售票視窗
2016-04-06 20:08:40.516 MutiThread[4927:1577194] 售賣完畢
2016-04-06 20:08:40.516 MutiThread[4927:1577193] 售賣完畢
2016-04-06 20:08:40.517 MutiThread[4927:1577193]
2016-04-06 20:08:40.517 MutiThread[4927:1577194]
|
如果確定兩個執行緒都是isCancelled狀態,可以呼叫[NSThread exit]方法來終止執行緒。
NSThread
- 一個NSThread物件就代表一條執行緒
- NSThread會在執行完任務函式是被自動收回
- 一些常用的函式
//建立執行緒
NSThread *thread = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector() object:nil];
//object存的是引數
//修改引數名
thread.name = @"我的多執行緒";
//獲取主執行緒
NSThread *thread = [NSThread mainThread];
//建立執行緒並自動啟動
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector() toTarget:self withObject:nil];
//隱士建立
[self performSelectorInBackground:@selector() withObject:nil];
//獲取當前執行緒
[NSThread currentThread]
//啟動執行緒
- (void)start;
//阻塞(暫停)執行緒
+ (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;
+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;
// 進入阻塞狀態
//停止當前正在執行的程序
+ (void)exit;
// 進入死亡狀態,一旦死亡則不能重啟
資源共享
- 1塊資源可能會被多個執行緒共享,也就是多個執行緒可能會訪問同一塊資源
- 當多個執行緒訪問同一塊資源時,很容易引發資料錯亂和資料安全問題
解決辦法互斥鎖
-
互斥鎖使用格式
- @synchronized(鎖物件) { // 需要鎖定的程式碼 }
- 只用一把鎖,多鎖是無效的
-
互斥鎖的優缺點
- 優點:能有效防止因多執行緒搶奪資源造成的資料安全問題
- 缺點:需要消耗大量的CPU資源
-
互斥鎖的使用前提:多條執行緒搶奪同一塊資源
- 互斥鎖的示例程式碼
#import "ViewController.h"
@interface ViewController ()
/** 售票機1*/
@property (strong,nonatomic) NSThread *threadOne;
/** 售票機2*/
@property (strong,nonatomic) NSThread *threadTwo;
/** 售票機3*/
@property (strong,nonatomic) NSThread *threadThree;
/** 售票機4*/
@property (strong,nonatomic) NSThread *threadFour;
/** 售票機5*/
@property (strong,nonatomic) NSThread *threadFive;
/** 數量*/
@property (assign,nonatomic) NSInteger count;
@end
@implementation ViewController
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
//建立執行緒
self.threadOne = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:@"one"];
self.threadTwo = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:@"two"];
self.threadThree = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:@"three"];
self.threadFour = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:@"four"];
self.threadFive = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run:) object:@"five"];
self.count = 100;
}
-(void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
{
//開始執行緒
[self.threadOne start];
[self.threadTwo start];
[self.threadThree start];
[self.threadFour start];
[self.threadFive start];
}
- (void)run:(NSString *)param
{
while (1) {
//self是鎖物件
@synchronized(self)
{
if (self.count > 0) {
_count--;
NSLog(@"%zd-----%@",self.count,[NSThread currentThread]);
}
else
{
NSLog(@"賣完了----%@",[NSThread currentThread]);
break;
}
}
}
}
@end