iOS多线程

多线程之NSInvocationOperation
多线程编程是防止主线程堵塞，增加运行效率等等的最佳方法。而原始的多线程方法存在很多的毛病，包括线程锁死等。在Cocoa中，Apple提供了NSOperation这个类，提供了一个优秀的多线程编程方法。
本次介绍NSOperation的子集，简易方法的NSInvocationOperation：
@implementation MyCustomClass
 - (void)launchTaskWithData:(id)data
{
    //创建一个NSInvocationOperation对象，并初始化到方法
    //在这里，selector参数后的值是你想在另外一个线程中运行的方法（函数，Method）
    //在这里，object后的值是想传递给前面方法的数据
    NSInvocationOperation* theOp = [[NSInvocationOperation alloc] initWithTarget:self
                    selector:@selector(myTaskMethod:) object:data];
 
    // 下面将我们建立的操作“Operation”加入到本地程序的共享队列中（加入后方法就会立刻被执行）
    // 更多的时候是由我们自己建立“操作”队列
    [[MyAppDelegate sharedOperationQueue] addOperation:theOp];
}
 
// 这个是真正运行在另外一个线程的“方法”
- (void)myTaskMethod:(id)data
{
    // Perform the task.
}
 
@end一个NSOperationQueue 操作队列，就相当于一个线程管理器，而非一个线程。因为你可以设置这个线程管理器内可以并行运行的的线程数量等等。下面是建立并初始化一个操作队列：

@interface MyViewController : UIViewController {
 
    NSOperationQueue *operationQueue;
    //在头文件中声明该队列
}
@end
 
@implementation MyViewController
 
- (id)init 
{
    self = [super init];
    if (self) {
        operationQueue = [[NSOperationQueue alloc] init]; //初始化操作队列
        [operationQueue setMaxConcurrentOperationCount:1];
        //在这里限定了该队列只同时运行一个线程
        //这个队列已经可以使用了
    }
    return self;
}
 
- (void)dealloc
{
    [operationQueue release];
    //正如Alan经常说的，我们是程序的好公民，需要释放内存！
    [super dealloc];
}
 
@end简单介绍之后，其实可以发现这种方法是非常简单的。很多的时候我们使用多线程仅仅是为了防止主线程堵塞，而NSInvocationOperation就是最简单的多线程编程，在iPhone编程中是经常被用到的。

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1 在主线程里加入一个loading画面……
2 {
3 [window addSubview:view_loading];
4 [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(init_backup:) toTarget:self withObject:nil];
5 }
可以通过performSelectorOhMainThread更新UI元素，比如设置进度条等等。最后消除loading画面，载入主View。
7 - (void)init_backup:(id)sender
8 {
9 NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
10 
11 // ...
12 int i = status;
13 [self performSelectorOnMainThread:@selector(show_loading:) withObject:[NSNumber numberWithInt:i] waitUntil Done:NO];
14 
15 [view_loading removeFromSuperview];
16 [window addSubview:tabcontroller_main.view];
17 [pool release];
18 }

///////////////////////////////////////////////////////

利用iphone的多线程实现和线程同步

从接口的定义中可以知道，NSThread和大多数iphone的接口对象一样，有两种方式可以初始化：

一种使用initWithTarget :(id)target selector:(SEL)selector object:(id)argument，但需要负责在对象的retain count为0时调用对象的release方法清理对象。

另一种则使用所谓的convenient method,这个方便接口就是detachNewThreadSelector，这个方法可以直接生成一个线程并启动它，而且无需为线程的清理负责。

#import <UIKit/UIKit.h>
@interface SellTicketsAppDelegate : NSObject <UIApplicationDelegate> {
    int tickets;
    int count;
    NSThread* ticketsThreadone;
    NSThread* ticketsThreadtwo;
    NSCondition* ticketsCondition;
    UIWindow *window;
}

@property (nonatomic, retain) IBOutlet UIWindow *window;
@end

然后在实现中添加如下代码：
//  SellTicketsAppDelegate.m
//  SellTickets
//
//  Created by sun dfsun2009 on 09-11-10.
//  Copyright __MyCompanyName__ 2009. All rights reserved.
//
#import "SellTicketsAppDelegate.h"
@implementation SellTicketsAppDelegate
@synthesize window;
- (void)applicationDidFinishLaunching:(UIApplication *)application {
    tickets = 100;
    count = 0;
    // 锁对象
    ticketCondition = [[NSCondition alloc] init];
    ticketsThreadone = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
    [ticketsThreadone setName:@"Thread-1"];
    [ticketsThreadone start];
    ticketsThreadtwo = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
    [ticketsThreadtwo setName:@"Thread-2"];
    [ticketsThreadtwo start];
    //[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run) toTarget:self withObject:nil];
    // Override point for customization after application launch
    [window makeKeyAndVisible];
}
- (void)run{
    while (TRUE) {
        // 上锁
        [ticketsCondition lock];
        if(tickets > 0)
        {
            [NSThread sleepForTimeInterval:0.5];
            count = 100 - tickets;
            NSLog(@"当前票数是:%d,售出:%d,线程名:%@",tickets,count,[[NSThread currentThread] name]);
            tickets--;
        }else
        {
            break;
        }
        [ticketsCondition unlock];
    }
}
-         (void)dealloc {
    [ticketsThreadone release];
    [ticketsThreadtwo release];
    [ticketsCondition release];
    [window release];
    [super dealloc];
}
@end

-------------------------------------------------------------------------------------
// 定义
#import <UIKit/UIKit.h>

@interface ThreadSyncSampleViewController : UIViewController {
 int _threadCount;
 NSCondition *_myCondition;
}

@end

//实现文件如下:

#import "ThreadSyncSampleViewController.h"

@implementation ThreadSyncSampleViewController

/*
// The designated initializer. Override to perform setup that is required before the view is loaded.
- (id)initWithNibName:(NSString *)nibNameOrNil bundle:(NSBundle *)nibBundleOrNil {
    if (self = [super initWithNibName:nibNameOrNil bundle:nibBundleOrNil]) {
        // Custom initialization
    }
    return self;
}
*/

/*
// Implement loadView to create a view hierarchy programmatically, without using a nib.
- (void)loadView {
}
*/

// Implement viewDidLoad to do additional setup after loading the view, typically from a nib.
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
 //
 //_myCondition = nil;
 //
 _myCondition = [[NSCondition alloc] init];
 //
 NSTimer *timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:30 
             target:self
              selector:@selector(threadTester)
              userInfo:nil
             repeats:YES];
 [timer fire];
 
}

- (void)threadTester{
 [_myCondition lock];
 
 _threadCount = -2;
 //如果有n个要等待的thread，这里置成 -n
 [_myCondition unlock];
 //
 NSLog(@"");
 NSLog(@"------------------------------------------------------------------------------");
 [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(threadOne) toTarget:self withObject:nil];
 [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(threadTwo) toTarget:self withObject:nil];
 [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(threadThree) toTarget:self withObject:nil];
 return;
}

- (void)threadOne{
 NSLog(@"@@@ In thread 111111 start.");
 [_myCondition lock];
 
 int n = rand()%5 + 1;
 NSLog(@"@@@ Thread 111111 Will sleep %d seconds ,now _threadCount is : %d",n,_threadCount);
 sleep(n);
 //[NSThread sleepForTimeInterval:n];
 _threadCount ++ ;
 NSLog(@"@@@ Thread 111111 has sleep %d seconds ,now _threadCount is : %d",n,_threadCount);
 [_myCondition signal];
 NSLog(@"@@@ Thread 1111111 has signaled ,now _threadCount is : %d",_threadCount);
 [_myCondition unlock];
 NSLog(@"@@@ In thread one complete.");
 [NSThread exit];
 return;
}

- (void)threadTwo{
 NSLog(@"### In thread 2222222 start.");
 [_myCondition lock];
 
 int n = rand()%5 + 1;
 NSLog(@"### Thread 2222222 Will sleep %d seconds ,now _threadCount is : %d",n,_threadCount);
 sleep(n);
 //   [NSThread sleepForTimeInterval:n];
 _threadCount ++ ;
 NSLog(@"### Thread 2222222 has sleep %d seconds ,now _threadCount is : %d",n,_threadCount);
 [_myCondition signal];
 NSLog(@"### Thread 2222222 has signaled ,now _threadCount is : %d",_threadCount);
 [_myCondition unlock];
 //_threadCount ++ ;
 NSLog(@"### In thread 2222222 complete.");
 [NSThread exit];
 return;
}

- (void)threadThree{
 NSLog(@"<<< In thread 333333 start.");
 [_myCondition lock];
 while (_threadCount < 0) {
  [_myCondition wait];
 }
 NSLog(@"<<< In thread 333333 ,_threadCount now is %d ,will start work.",_threadCount);
 [_myCondition unlock];
 NSLog(@"<<< In thread 333333 complete.");
 [NSThread exit];
 return;
}

/*
// Override to allow orientations other than the default portrait orientation.
- (BOOL)shouldAutorotateToInterfaceOrientation:(UIInterfaceOrientation)interfaceOrientation {
    // Return YES for supported orientations
    return (interfaceOrientation == UIInterfaceOrientationPortrait);
}
*/

- (void)didReceiveMemoryWarning {
 // Releases the view if it doesn't have a superview.
    [super didReceiveMemoryWarning];
 
 // Release any cached data, images, etc that aren't in use.
}

- (void)viewDidUnload {
 // Release any retained subviews of the main view.
 // e.g. self.myOutlet = nil;
}

- (void)dealloc {
 [_myCondition release];
    [super dealloc];
}

@end

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【ios】iOS多线程编程：线程同步总结  

2012-07-04 11:34:03|  分类： ObjectiveC|字号 订阅

 

 

1：原子操作 - OSAtomic系列函数

iOS平台下的原子操作函数都以OSAtomic开头，使用时需要包含头文件<libkern/OSBase.h>。 不同线程如果通过原子操作函数对同一变量进行操作，可以保证一个线程的操作不会影响到其他线程内对此变量的操作，因为这些操作都是原子式的。因为原子操作 只能对内置类型进行操作，所以原子操作能够同步的线程只能位于同一个进程的地址空间内。

2：锁 - NSLock系列对象

iOS 平台下的锁对象为NSLock对象，进入锁通过调用lock函数，解锁调用unlock函数（因为iOS中大部分的线程同步类都继承自NSLocking 协议，所以其加锁/解锁的操作基本都为lock/unlock函数），同一个NSLock对象成功调用lock函数后，在其显式unlock之前任何线程 都不能再对此NSLock对象加锁，以达到互斥访问的目的。除了lock函数，对NSLock加锁的函数还包括tryLock以及 lockBeforeDate函数，lock函数在成功加锁之间会一直阻塞，而tryLock会尝试加锁，如果不成功，不会阻塞，而是直接返回 NO，lockBeforeDate则是阻塞到传入的NSDate日期为止。

除 了NSLock，iOS还提供了NSRecursive、NSConditionLock类型的锁类型。NSRecursive与NSLock最大的区别 就是NSRecursive是可重入的，也就是说一个线程可以对一个NSRecursive对象多次调用lock，只要解锁时调用相同次数的unlock 函数便可。NSConditionLock是一种带有条件的锁对象，除了基本的lock与unlock函数，还提供了lockWithCondition 以及unlockWithCondition，这两个函数接收整型类型的数据作为参数，只有当一个unlockWithCondition对象被调用时， 对应的lockWithCondition才会正常返回。这种机制在需几多个线程顺序化的完成某个任务时比较有用，例程如下：

[plain] view plaincopy

1. //线程A  
2. id condLock = [[NSConditionLock alloc] initWithCondition:NO_DATA];  
3.    
4. while(true)  
5. {  
6.     [condLock lock];  
7.     /* Add data to the queue. */  
8.     [condLock unlockWithCondition:HAS_DATA];  
9. }  

[plain] view plaincopy

1. //线程B  
2. while (true)  
3. {  
4.     [condLock lockWhenCondition:HAS_DATA];  
5.     /* Remove data from the queue. */  
6.     [condLock unlockWithCondition:(isEmpty ? NO_DATA : HAS_DATA)];  
7.    
8.     // Process the data locally.  
9. }  

除了显示的生成NSLock系列对象，还可以通过将代码放到@synchronized内来达到同步的目的，一段放入其内的代码，不同的线程是不能重入的例如：

[plain] view plaincopy

1. - (void)myMethod:(id)anObj  
2. {  
3.     @synchronized(anObj)  
4.     {  
5.         //此处代码在同一时刻只能有一个线程执行.  
6.     }  
7. }  

NSLock系列对象都是可以具名的，也就是说，这些对象可以用于不同进程内部的线程的同步。

3：事件 - NSCondtion

NSConditon 类型提供了wait与signal函数，分别代表了等待事件的操作以及触发事件的操作。除了wait函数，NSCondition还提供了 waitUntilDate函数，其功能与NSLock中的lockBeforeDate大致相同，简要来说就是提供了一个带超时的wait函数。

虽然NSCondition与Windows环境下Event类型所完成的功能大致类似，但对一个熟悉Event类型的开发人员来说，NSConditon的行为会有点奇怪：

第一点： 因为遵循NSLocking协议，所以NSCondition在触发与等待过程的前后要分别调用lock与unlock函数，前面提到过，当一个遵循 NSLocking协议的对象调用lock后，其他的对此对象的lock调用都会阻塞。那么，如果两个线程A和B，A要触发事件，B接收事件，B线程在调 用lock后，通过调用wait函数进入等待事件触发的状态，那么，A线程岂不是再也没有机会对这个事件进行触发了（因为此对象已经被B线程lock）？ 秘密就在于wait函数的调用，其实，在wait函数内部悄悄的调用了unlock函数，也就是说在调用wati函数后，这个NSCondition对象 就处于了无锁的状态，这样A线程就可以对此对象加锁并触发该NSCondition对象。当一个事件被其他线程触发时，在wait函数内部得到此事件被触 发的通知，然后对此事件重新调用lock函数，然后函数返回，而在函数外部，看起来好像接收事件的线程从来没有放开NSCondition对象的所有 权，B线程直接由阻塞状态进入了触发状态。

第二点： 当有多个线程进入阻塞状态，等待同一个AutoReset的Event对象被触发时，在Windows环境下唤醒哪一个线程是没有固定的顺序的，也就是说 操作系统对唤醒哪一个线程不会提供任何的保证。而在iOS平台上，经过笔者测试，其被触发的顺序与，并且只与调用wait函数的顺序相关，与其他（比如线 程优先级）条件没有关系。这一点在开发时需要进行额外的考虑。

第三点：wait函数并不是完全可信的。这一点比较让人蛋疼，也就是说wait返回后，并不代表对应的事件一定被触发了，因此，为了保证线程之间的同步关系，使用NSCondtion时往往需要加入一个额外的变量来对非正常的wait返回进行规避。具体示例代码如下：

[plain] view plaincopy

1. //等待事件触发的线程  
2. [cocoaCondition lock];  
3. while (timeToDoWork <= 0)  
4.     [cocoaCondition wait];  
5.    
6. timeToDoWork--;  
7.    
8. // Do real work here.  
9.    
10. [cocoaCondition unlock];  
11.   
12. //出发事件的线程  
13. [cocoaCondition lock];  
14. timeToDoWork++;  
15. [cocoaCondition signal];  
16. [cocoaCondition unlock];  

这个timeToDoWork就是那个额外需要的变量，在NSCondition的使用中，这个变量是必不可少的。

NSConditon对象也是具名的，也就是说，其可于不同进程内部的线程同步。

 

 

相较于Windows平台下提供的丰富的线程同步机制，iOS下的线程同步机制稍显单薄，但也正是这种简洁简化了其使用。