iOS開發中多線程基礎
耗時操作演練代碼演練編寫耗時方法
- (void)longOperation { for (int i = 0; i < 10000; ++i) { NSLog(@"%@ %d", [NSThread currentThread], i); }}
直接調用耗時方法
// 1> 直接調用耗時方法[self longOperation];
運行測試效果
在後台執行耗時方法
// 2> 在後台執行耗時方法[self performSelectorInBackground:@selector(longOperation) withObject:nil];
運行測試效果
小結
[NSThread currentThread]
:當前線程對象
可以在所有的多線程技術中使用! 通常用來在多線程開發中,Log 代碼是否在主線程運行
number
number == 1
主線程
number != 1
後台線程 不要糾結 number 的具體數字pthread演練
pthread
是
POSIX
多線程開發架構,由於是跨平台的 C 語言架構,在蘋果的標頭檔中並沒有詳細的注釋 要查閱
pthread
有關資料,可以訪問 http://baike.baidu.com匯入標頭檔
#import
pthread演練
// 建立線程,並且線上程中執行 demo 函數- (void)pthreadDemo { /** 參數: 1> 指向線程標識符的指標,C 語言中類型的結尾通常 _t/Ref,而且不需要使用 * 2> 用來設定線程屬性 3> 線程運行函數的起始地址 4> 運行函數的參數 傳回值: - 若線程建立成功,則返回0 - 若線程建立失敗,則返回出錯編號 */ pthread_t threadId = NULL; NSString *str = @"Hello Pthread"; int result = pthread_create(&threadId, NULL, demo, (__bridge void *)(str)); if (result == 0) { NSLog(@"建立線程 OK"); } else { NSLog(@"建立線程失敗 %d", result); }}// 後台線程調用函數void *demo(void *params) { NSString *str = (__bridge NSString *)(params); NSLog(@"%@ - %@", [NSThread currentThread], str); return NULL;}
小結在 C 語言中,沒有
對象
的概念,對象是以
結構體
的方式來實現的 通常,在 C 語言架構中,物件類型以
_t/Ref
結尾,而且聲明時不需要使用
*
C 語言中的 void *
和 OC 中的 id
是等價的 記憶體管理
在 OC 中,如果是
ARC
開發,編譯器會在編譯時間,根據代碼結構,自動添加
retain
/
release
/
autorelease
但是,
ARC
只負責管理
OC
部分的記憶體管理,而不負責
C 語言
代碼的記憶體管理 因此,開發過程中,如果使用的
C
語言架構出現
retain
/
create
/
copy
/
new
等字樣的函數,大多都需要
release
,否則會出現記憶體流失 在混合開發時,如果在
C
和
OC
之間傳遞資料,需要使用
__bridge
進行橋接,
橋接
的目的就是為了告訴編譯器如何管理記憶體 橋接的添加可以藉助 Xcode 的協助工具功能添加
MRC
中不需要使用橋接三種建立線程的方法準備函數
// MARK: - 後台線程調用函數- (void)longOperation:(id)obj { NSLog(@"%@ - %@", [NSThread currentThread], obj);}
1. alloc / init - start
// MARK: - NSThread 演練- (void)threadDemo1 { // 1. 執行個體化線程對象 => alloc(分配記憶體) / init(初始化) NSThread *t = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(longOperation:) object:@"alloc/init"]; // 2. 啟動線程 [t start]; // 3. 當前線程? NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);}
演練小結
[t start];
執行後,會在另外一個線程執行
demo
方法 在 OC 中,任何一個方法的代碼都是從上向下順序執行的 同一個方法內的代碼,都是在相同線程執行的(
block
除外)2. detachNewThreadSelector
- (void)threadDemo2 { // detach => 分離一個子線程執行 demo: 方法 [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(longOperation:) toTarget:self withObject:@"Detach"]; // 2. 當前線程? NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);}
演練小結
detachNewThreadSelector
類方法不需要啟動,建立線程後自動啟動線程執行
@selector
方法3. 分類方法
- (void)threadDemo3 { // 1. 在後台執行 @selector 方法 [self performSelectorInBackground:@selector(longOperation:) withObject:@"category"]; // 2. 當前線程? NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);}
performSelectorInBackground
是
NSObject
的分類方法 沒有
thread
字眼,會立即在後台線程執行
@selector
方法 所有
NSObject
都可以使用此方法,在其他線程執行方法!自訂對象Person 類
// MARK: - Person 類@interface Person : NSObject/// 姓名@property (nonatomic, copy) NSString *name;@end@implementation Person/// 使用字典執行個體化對象+ (instancetype)personWithDict:(NSDictionary *)dict { Person *p = [[Person alloc] init]; [p setValuesForKeysWithDictionary:dict]; return p;}/// 載入資料- (void)loadData { NSLog(@"載入資料 %@ %@", [NSThread currentThread], self.name);}@end
Person 類使用分類方法
- (void)threadDemo4 { Person * p = [Person personWithDict:@{@"name": @"zhangsan"}]; [p performSelectorInBackground:@selector(loadData) withObject:nil];}
線程狀態演練代碼
// MARK: - 線程狀態演練- (void)statusDemo { NSLog(@"睡會"); [NSThread sleepForTimeInterval:1.0]; for (int i = 0; i < 20; ++i) { if (i == 8) { NSLog(@"再睡會"); [NSThread sleepUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:1.0]]; } NSLog(@"%@ %d", [NSThread currentThread], i); if (i == 10) { NSLog(@"88"); [NSThread exit]; } } NSLog(@"能來嗎?");}
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event { // 注意不要在主線程上調用 exit 方法// [NSThread exit]; // 執行個體化線程對象(建立) NSThread *t = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(statusDemo) object:nil]; // 線程就緒(被添加到可調度線程池中) [t start];}
阻塞方法執行過程,符合某一條件時,可以利用
sleep
方法讓線程進入
阻塞
狀態
1> sleepForTimeInterval
從現在起睡多少
秒
2> sleepUntilDate
從現在起睡到指定的日期死亡
[NSThread exit];
一旦強行終止線程,後續的所有代碼都不會被執行
注意:在終止線程之前,應該注意釋放之前分配的對象!就緒 -> 運行
線程從就緒
和運行
狀態之間的切換是由 CPU
負責的,程式員無法幹預
線程屬性演練代碼
// MARK: - 線程屬性- (void)threadProperty { NSThread *t1 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(demo) object:nil]; // 1. 線程名稱 t1.name = @"Thread AAA"; // 2. 優先順序 t1.threadPriority = 0; [t1 start]; NSThread *t2 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(demo) object:nil]; // 1. 線程名稱 t2.name = @"Thread BBB"; // 2. 優先順序 t2.threadPriority = 1; [t2 start];}- (void)demo { for (int i = 0; i < 10; ++i) { // 堆棧大小 NSLog(@"%@ 堆棧大小:%tuK", [NSThread currentThread], [NSThread currentThread].stackSize / 1024); } // 類比崩潰 // 判斷是否是主線程// if (![NSThread currentThread].isMainThread) {// NSMutableArray *a = [NSMutableArray array];//// [a addObject:nil];// }}
屬性1.
name
- 線程名稱在大的商業項目中,通常需要在程式崩潰時,擷取程式準確執行所在的線程2.
threadPriority
- 線程優先順序優先順序,是一個浮點數,取值範圍從
0~1.0
1.0
表示優先順序最高
0.0
表示優先順序最低 預設優先順序是
0.5
優先順序高只是保證 CPU 調度的可能性會高 刀哥個人建議,在開發的時候,不要修改優先順序 多線程的目的:是將耗時的操作放在後台,不阻塞主線程和使用者的互動! 多線程開發的原則:簡單3.
stackSize
- 棧區大小預設情況下,無論是主線程還是子線程,棧區大小都是
512K
棧區大小可以設定
[NSThread currentThread].stackSize = 1024 * 1024;
4.
isMainThread
- 是否主線程資源共用-賣票
多線程開發的複雜度相對較高,在開發時可以按照以下套路編寫代碼:
首先確保單個線程執行正確 添加線程賣票邏輯
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event { self.tickets = 20; [self saleTickets];}/// 賣票邏輯 - 每一個售票邏輯(視窗)應該把所有的票賣完- (void)saleTickets { while (YES) { if (self.tickets > 0) { self.tickets--; NSLog(@"剩餘票數 %d %@", self.tickets, [NSThread currentThread]); } else { NSLog(@"沒票了 %@", [NSThread currentThread]); break; } }}
添加線程
- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event { self.tickets = 20; NSThread *t1 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(saleTickets) object:nil]; t1.name = @"售票員 A"; [t1 start]; NSThread *t2 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(saleTickets) object:nil]; t2.name = @"售票員 B"; [t2 start];}
添加休眠
- (void)saleTickets { while (YES) { // 類比休眠 [NSThread sleepForTimeInterval:1.0]; if (self.tickets > 0) { self.tickets--; NSLog(@"剩餘票數 %d %@", self.tickets, [NSThread currentThread]); } else { NSLog(@"沒票了 %@", [NSThread currentThread]); break; } }}
運行測試結果
互斥鎖添加互斥鎖
- (void)saleTickets { while (YES) { // 類比休眠 [NSThread sleepForTimeInterval:1.0]; @synchronized(self) { if (self.tickets > 0) { self.tickets--; NSLog(@"剩餘票數 %d %@", self.tickets, [NSThread currentThread]); } else { NSLog(@"沒票了 %@", [NSThread currentThread]); break; } } }}
互斥鎖小結保證鎖內的代碼,同一時間,只有一條線程能夠執行! 互斥鎖的鎖定範圍,應該盡量小,鎖定範圍越大,效率越差! 速記技巧
[[NSUserDefaults standardUserDefaults] synchronize];
互斥鎖參數能夠加鎖的任意
NSObject
對象
注意:鎖對象一定要保證所有的線程都能夠訪問 如果代碼中只有一個地方需要加鎖,大多都使用
self
,這樣可以避免單獨再建立一個鎖對象原子屬性原子屬性(安全執行緒),是針對多線程設計的,是預設屬性 多個線程在寫入原子屬性時(調用
setter
方法),能夠保證同一時間只有一個線程執行寫入操作 原子屬性是一種
單(線程)寫多(線程)讀
的多線程技術
原子屬性的效率比互斥鎖高
,不過可能會出現
髒資料
在定義屬性時,必須顯示地指定
nonatomic
演練代碼
@interface ViewController ()@property (atomic, strong) NSObject *obj1;@property (atomic, strong) NSObject *obj2;@end@implementation ViewController@synthesize obj1 = _obj1;// 原子屬性類比代碼/// obj1 - getter- (NSObject *)obj1 { return _obj1;}/// obj1 - setter- (void)setObj1:(NSObject *)obj1 { @synchronized(self) { _obj1 = obj1; }}- (void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event { long largeNumber = 1000 * 1000; // 互斥鎖測試 CFAbsoluteTime start = CFAbsoluteTimeGetCurrent(); for (int i = 0; i < largeNumber; ++i) { self.obj1 = [[NSObject alloc] init]; } NSLog(@"%f", CFAbsoluteTimeGetCurrent() - start); // 自旋鎖測試 start = CFAbsoluteTimeGetCurrent(); for (int i = 0; i < largeNumber; ++i) { self.obj2 = [[NSObject alloc] init]; } NSLog(@"%f", CFAbsoluteTimeGetCurrent() - start);}@end
原子屬性內部的鎖是自旋鎖
,自旋鎖的執行效率比互斥鎖高
自旋鎖 & 互斥鎖
共同點
都能夠保證同一時間,只有一條線程執行鎖定範圍的代碼
不同點
互斥鎖
:如果發現有其他線程正在執行鎖定的代碼,線程會
進入休眠狀態
,等待其他線程執行完畢,開啟鎖之後,線程會被
喚醒
自旋鎖
:如果發現有其他線程正在執行鎖定的代碼,線程會以
死迴圈
的方式,一直等待鎖定代碼執行完成
結論
自旋鎖更適合執行非常短的代碼 無論什麼鎖,都是要付出代價安全執行緒多個線程進行讀寫操作時,仍然能夠得到正確結果,被稱為安全執行緒 要實現安全執行緒,必須要用到
鎖
為了得到更佳的使用者體驗,
UIKit 不是安全執行緒的
約定:所有更新 UI 的操作都必須主線程上執行!
因此,
主線程
又被稱為
UI 線程
iOS 開發建議所有屬性都聲明為
nonatomic
盡量避免多線程搶奪同一塊資源 盡量將加鎖、資源搶奪的商務邏輯交給伺服器端處理,減小移動用戶端的壓力線程間通訊主線程實現定義屬性
/// 根視圖是滾動視圖@property (nonatomic, strong) UIScrollView *scrollView;/// 映像視圖@property (nonatomic, weak) UIImageView *imageView;/// 網路下載的映像@property (nonatomic, weak) UIImage *image;
loadView
loadView 方法的作用:
載入視圖階層 用純程式碼開發應用程式時使用 功能和
Storyboard
&
XIB
是等價的
如果重寫了 loadView
,Storyboard
& XIB
都無效
- (void)loadView { self.scrollView = [[UIScrollView alloc] init]; self.scrollView.backgroundColor = [UIColor orangeColor]; self.view = self.scrollView; UIImageView *iv = [[UIImageView alloc] init]; [self.view addSubview:iv]; self.imageView = iv;}
viewDidLoad視圖載入完成後執行 可以做一些資料初始化的工作 如果用純程式碼開發,不要在此方法中設定介面 UI
- (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; // 下載映像 [self downloadImage];}
下載網狀圖片
- (void)downloadImage { // 1. 網狀圖片資源路徑 NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://c.hiphotos.baidu.com/image/pic/item/4afbfbedab64034f42b14da1aec379310a551d1c.jpg"]; // 2. 從網路資源路徑執行個體化位元據(網路訪問) NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url]; // 3. 將位元據轉換成映像 UIImage *image = [UIImage imageWithData:data]; // 4. 設定映像 self.image = image;}
設定圖片
- (void)setImage:(UIImage *)image { // 1. 設定映像視圖的映像 self.imageView.image = image; // 2. 按照映像大小設定映像視圖的大小 [self.imageView sizeToFit]; // 3. 設定滾動視圖的 contentSize self.scrollView.contentSize = image.size;}
設定滾動視圖的縮放
1> 設定滾動視圖縮放屬性
// 1> 最小縮放比例self.scrollView.minimumZoomScale = 0.5;// 2> 最大縮放比例self.scrollView.maximumZoomScale = 2.0;// 3> 設定代理self.scrollView.delegate = self;
2> 實現代理方法 - 告訴滾動視圖縮放哪一個視圖
- (UIView *)viewForZoomingInScrollView:(UIScrollView *)scrollView { return self.imageView;}
3> 跟蹤 scrollView
縮放效果
- (void)scrollViewDidZoom:(UIScrollView *)scrollView { NSLog(@"%@", NSStringFromCGAffineTransform(self.imageView.transform));}
線程間通訊在後台線程下載映像
[self performSelectorInBackground:@selector(downloadImage) withObject:nil];
在主線程設定映像
[self performSelectorOnMainThread:@selector(setImage:) withObject:image waitUntilDone:NO];}