美文网首页iOS 开发 iOS收藏知识
iOS中有关多线程和线程安全的基础知识

iOS中有关多线程和线程安全的基础知识

作者: 黄成 | 来源:发表于2015-07-27 17:03 被阅读2169次

    1. 多线程技术

    1). NSThread :
    1. 使用NSThread对象建立一个线程非常方便;
    2. 但是!要使用NSThread管理多个线程非常困难,不推荐使用;
    3. 技巧!使用[NSThread currentThread]跟踪任务所在线程,适用于这三种技术.

    NSThread *thread = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(threadRun) object:nil];
        [thread setName:@"first"];
        [thread start];
    

    2). NSOperation:
    1.提供了一些在GCD中不容易实现的特性,如:限制最大并发数量,操作之间的依赖关系.
    2.NSOperation有状态返回,能控制其取消等操作,推荐使用多线程的时候用这种方式,灵活

    
       NSInvocationOperation *invocationOperation = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(runInvocationOperation) object:nil];
        [invocationOperation setQueuePriority:NSOperationQueuePriorityVeryHigh];
        
        
        NSInvocationOperation *invocationOperation1 = [[NSInvocationOperation alloc]initWithTarget:self selector:@selector(runInvocationOperation) object:nil];
        [invocationOperation1 setQueuePriority:NSOperationQueuePriorityLow];
        [invocationOperation1 addDependency:invocationOperation];//增加依赖,某个任务完成,才开始这个任务
        [invocationOperation cancel];//取消动作
        [invocationOperation start];//开始动作
        BOOL isExe = invocationOperation.isExecuting;//是否执行中
        BOOL isFinish = invocationOperation.isFinished;//是否结束了
        
        self.queue = [[NSOperationQueue alloc]init];
        [self.queue setMaxConcurrentOperationCount:2];
        [self.queue addOperation:invocationOperation];
        [self.queue addOperation:invocationOperation1];
    

    3). GCD

    1. 操作使用Blocks定义;
    2. 队列负责调度任务执行所在的线程以及具体的执行时间;
    3. 队列的特点是先进先出(FIFO)的,新添加至队列的操作都会排在队尾.
    4. 简单用法:
    
        dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("com.cc", nil);//串行分发队列
        dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);//并发分发队列
        
        dispatch_queue_t mainQueue = dispatch_get_main_queue();//主分发队列 主线程
        
        //dispatch_async异步执行
        dispatch_async(mainQueue, ^{
            [NSThread sleepForTimeInterval:5];
        });
         //dispatch_sync阻塞执行
         dispatch_sync(mainQueue, ^{
         [NSThread sleepForTimeInterval:5];
         });//这样会死锁主线程  dispatch_sync等待block执行完,block需要在主线程中运行,相互死锁
        
        //2.gcd group用法
        
        dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
        dispatch_group_async(group, concurrentQueue, ^{
            //
        });
        dispatch_group_async(group, concurrentQueue, ^{
            
        });
        dispatch_group_notify(group, mainQueue, ^{
            //group执行完后
        });
    
    1. 其他用处:
      信号量dispatch semaphore
    dispatch_semaphore_create(1);//创建一个初始信号量为1的semaphore
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);//等待信号量大于0,时间:永远
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);//释放一个资源,使信号量加1
    

    分发栅栏dispatch barrier

       dispatch_barrier_async(queue, ^{
       });//作用等待queue里面的操作完成后进行block操作
    

    分发源dispatch source

    监听指定的各种事件
    变量增加dispatch_source_type_data_add
    变量OR  dispatch_source_type_data_or
    进程相关dispatch_source_type_proc
    文件读写
    .......
    

    4). 使用performSelecter

    
        //在当前线程运行
        [self performSelector:@selector(threadRun) withObject:nil afterDelay:1.0];
        //在指定线程运行
        [self performSelector:@selector(threadRun) onThread:[NSThread currentThread] withObject:nil waitUntilDone:YES];
        //在后台线程运行
        [self performSelectorInBackground:@selector(threadRun) withObject:nil];
        //在主线程运行
        [self performSelectorOnMainThread:@selector(threadRun) withObject:nil waitUntilDone:YES];
    

    5). 使用pthread创建线程

    
    - (void)launchPthread{
        pthread_attr_t attr;
        pthread_t posixThreadID;
        int returnVal;
        returnVal = pthread_attr_init(&attr);
        assert(!returnVal);
        returnVal = pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);
        assert(!returnVal);
        
        int threadError = pthread_create(&posixThreadID, &attr, &PosixThreadMainRoutine, NULL);
        returnVal = pthread_attr_destroy(&attr);
        assert(!returnVal);
        if (threadError != 0)
        {
        }
    }
    void *PosixThreadMainRoutine(void * data){
        NSLog(@"dosomething");
        return NULL;
    }
    
    

    2. 线程数据安全

    1). nonatomic atomic
    使用atomic多线程原子性控制,atomic的原理给setter加上锁,getter不会加锁

    
    @property (atomic,assign) NSInteger leftTicketsCount;
    
        //默认有10张票
        self.leftTicketsCount=10;
        //开启多个线程,模拟售票员售票
        self.thread1=[[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(sellTickets) object:nil];
        self.thread1.name=@"售票员A";
        self.thread2=[[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(sellTickets) object:nil];
        self.thread2.name=@"售票员B";
        self.thread3=[[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(sellTickets) object:nil];
        self.thread3.name=@"售票员C";
    
        [self.thread1 start];
        [self.thread2 start];
        [self.thread3 start];
    
    -(void)sellTickets
    {
        while (true) {
            if (self.leftTicketsCount > 0 ) {
                [NSThread sleepForTimeInterval:0.5];
                self.leftTicketsCount--;
                NSLog(@"thread:%@ ---> %ld",[[NSThread currentThread] name],self.leftTicketsCount);
            }
            else{
                break;
            }
        }
    }
    
    输出.png

    读取写入并行发生的时候,会出现如上错误

    2). 使用GCD实现atomic操作:
    给某字段的setter和getter方法加上同步队列:

    - (void)setCount:(NSInteger)newcount{
        dispatch_sync(_synQueue, ^{
            count = newcount;
        });
    }
    - (NSInteger)count{
        __block NSInteger localCount;
        dispatch_sync(_synQueue, ^{
            localCount = count;
        });
        return localCount;
    }
    
    gcd添加原子性.png

    3). 使用NSLock

    _lock = [[NSLock alloc]init];
    
    - (void)threadRunLock{
        while (true) {
            [_lock lock];
            if (self.number > 0 ) {
                [NSThread sleepForTimeInterval:0.5];
                self.number --;
                NSLog(@"thread:%@ ---> %ld",[[NSThread currentThread] name],self.number);
            }
            [_lock unlock];
        }
    }
    

    相当于给代码片段加上lock了,所以依次输出9-0

    iOS系统提供了三种锁
    1.NSLock
    2.NSConditionLock;条件锁 --- 条件锁是一个互斥锁,可以通过特定值来锁住和解锁
    3.NSRecursiveLock;递归锁 --- 对同一线程,可以多次获得(lock)而不会造成死锁

    在unix中,提供POSIX thread lock:
    pthread_mutex_t mutex;//互斥锁
    pthread_rwlock_t lock;//读写锁
    pthread_condattr_t conLock;//条件锁
    点击这里查看

    4). 使用GCD的信号量和栅栏

    在使用一些特殊三方库的时候,例如七牛上传,需要进行异步并发操作,但是七牛自己会有一个下载队列,并且开发者不能获取到这个队列,那么在我们需要设置自己的并发数就会有问题(...)

    使用信号量可以很方便的解决该问题:

    dispatch_semaphore_create(max);//创建一个初始信号量为max的semaphore
    
    然后在队列添加任务的时候
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);//等待信号量大于0,时间:永远
    有资源可以使用的时候往下继续
    addOpeartion...
    
    在成功或者失败返回的时候
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);//释放一个资源,使信号量加1
    

    栏栅:

    在前面队列执行完成之后执行该操作,简单用法有点像读写锁

    总结

    目前大概会用到的多线程除了pthread应该都是必须掌握的,线程安全使用原子性(atomic)、NSLock、volatile和信号量比较常用

    相关文章

      网友评论

      • ooops:> 2). 使用GCD实现atomic操作:

        这段count是个property?正常property的getter和setter不是这样写的,里面不能直接引用变量本身的
        ooops:@黄成 使用dispatch的串行队列就可以了,相比getter和setter会简单很多 :smile:
        黄成:@ooops 这个是这样的:
        @interface ViewController (){
        NSString *name;
        }

        @property (nonatomic,strong) NSString *name;

        一般用括号外面的比较合适,很多书推荐使用括号里面的,目的是为了防止setting&getting方法误用,但是使用括号里面的 block是访问不到的,而且默认强引用,直接访问是会循环引用。

        我这里是结合起来使用的。

      本文标题:iOS中有关多线程和线程安全的基础知识

      本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/ylymqttx.html