内容简介:级别: ★★☆☆☆标签:「iOS」「多线程」「NSThread」作者:dac_1033
级别: ★★☆☆☆
标签:「iOS」「多线程」「NSThread」
作者:dac_1033
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iOS多线程系列计划3篇,分别为:NSThread、NSOperation、GCD。
本篇是系列文章第一篇。
1. 线程的概念
首先简单叙述一下这两个概念,我们在电脑上单独运行的每个程序就是一个独立的进程,通常进程之间是相互独立存在的,进程是系统分配资源的最小单元。进程中的最小执行单位就是线程,并且一个进程中至少有一个线程,进程中的所有线程共用这个进程的资源,线程也是系统进行调度的最小单元。
1.1 多线程在多核CPU中处理任务
1.2 线程状态的切换
1.3 线程安全问题
线程安全问题是在多个线程处理任务的情况下产生。例如多个线程在同事执行下面的任务时,如果多个线程可以同时执行这段代码(任务),当多个线程同时在getTicket方法中执行count--时,count的结果就会出现不准确的情况,这个处理过程就不是线程安全的。
NSInteger ticketCount = 100; - (void)getTicket() { count--; NSLog(@"剩余票数 = %d", ticketCount); } 复制代码
1.4 iOS 中的多线程
在iOS中每个app启动后都会建立一个主线程,也称UI线程。由于除了主线程的其他子线程都是独立于Cocoa Touch的,所以一般只使用主线程来更新UI界面。iOS中的多线程有三种方式: NSThread、NSOperation、GCD,其中GCD是目前苹果比较推荐的方式。对于这篇文章,我们主要了解一下NSThread。
2. NSThread简介
NSThread是轻量级的多线程开发,优点是我们可以直接实例化一个NSThread对象并直接操作这个线程对象,但是使用NSThread需要自己管理线程生命周期。iOS开发过程中,NSThread最常用到的方法就是 [NSThread currentThread]获取当前线程,其他常用属性及方法如下:
// 线程字典 @property (readonly, retain) NSMutableDictionary *threadDictionary; // 线程名称 @property (nullable, copy) NSString *name; // 优先级 @property double threadPriority ; // 是否为主线程 @property (readonly) BOOL isMainThread // 读取线程状态 @property (readonly, getter=isExecuting) BOOL executing; @property (readonly, getter=isFinished) BOOL finished; @property (readonly, getter=isCancelled) BOOL cancelled; // 直接将操作添加到线程中并启动 + (void)detachNewThreadSelector:(SEL)selector toTarget:(id)target withObject:(id)argument // 创建一个线程对象 - (instancetype)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)selector object:(id)argument // 启动 - (void)start; // 撤销 - (void)cancel; // 退出 + (void)exit; // 休眠 + (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti; 复制代码
在NSObject(NSThreadPerformAdditions)类中的几个常用方法,实现了在特定线程上执行任务的功能,该分类也定义在NSThread.h中:
// 在主线程上执行一个方法 - (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait; // 在指定的线程上执行一个方法,需要用户创建一个线程对象 - (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait; // 在后台执行一个操作,本质就是重新创建一个线程执行当前方法 - (void)performSelectorInBackground:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg; 复制代码
2.1 NSThread的使用过程
例如在app从网络下载图片时,由于网络原因可能需要较长时间,这时如果只在主线程中进行下载,则这个过程中用户将无法进行其他操作,直到网络图片下载完成之前界面都处于卡死状态(线程阻塞)。我们在主线程中另起一个新线程来单独下载即可解决这一问题,不管资源是否下载完成都可以继续操作界面,不会造成阻塞。示例代码如下:
@interface MultiThread_NSThread () // 显示图片 @property (nonatomic, strong) UIImageView *imgView; @end @implementation MultiThread_NSThread - (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; [self setTitle:@"NSThread"]; [self.view setBackgroundColor:[UIColor whiteColor]]; self.edgesForExtendedLayout = UIRectEdgeNone; [self layoutViews]; } - (void)layoutViews { CGSize size = self.view.frame.size; _imgView =[[UIImageView alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, 0, size.width, 300)]; [self.view addSubview:_imgView]; UIButton *button = [UIButton buttonWithType:UIButtonTypeSystem]; button.frame = CGRectMake(15, CGRectGetMaxY(_imgView.frame) + 30, size.width - 15 * 2, 45); [button setTitle:@"点击加载" forState:UIControlStateNormal]; [button addTarget:self action:@selector(loadImageWithMultiThread) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside]; [self.view addSubview:button]; } #pragma mark - 多线程下载图片 - (void)loadImageWithMultiThread { ////1. 对象方法 //NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(loadImage) object:nil]; //[thread start]; //2. 类方法 [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(downloadImg) toTarget:self withObject:nil]; } #pragma mark - 加载图片 - (void)downloadImg { // 请求数据 NSData *data = [self requestData]; // 回到主线程更新UI [self performSelectorOnMainThread:@selector(updateImg:) withObject:data waitUntilDone:YES]; } #pragma mark - 请求图片数据 - (NSData *)requestData { NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"https://store.storeimages.cdn-apple.com/8756/as-images.apple.com/is/image/AppleInc/aos/published/images/a/pp/apple/products/apple-products-section1-one-holiday-201811?wid=2560&hei=1046&fmt=jpeg&qlt=95&op_usm=0.5,0.5&.v=1540576114151"]; NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url]; return data; } #pragma mark - 将图片显示到界面 - (void)updateImg:(NSData *)imageData { UIImage *image = [UIImage imageWithData:imageData]; _imgView.image = image; } @end 复制代码
在请求数据的代码上打一个断点,可以看出NSThread是对pthread的封装:
2.2 使用NSThread实现多线程并发
下面我们使用NSThread实现多线程加载多张网络图片,来了解NSThread多线程处理任务的过程。示例代码如下:
@implementation NSThreadImage @end #define ColumnCount 4 #define RowCount 5 #define Margin 10 @interface MultiThread_NSThread1 () // imgView数组 @property (nonatomic, strong) NSMutableArray *imgViewArr; // thread数组 @property (nonatomic, strong) NSMutableArray *threadArr; @end @implementation MultiThread_NSThread1 - (void)viewDidLoad { [super viewDidLoad]; [self setTitle:@"NSThread1"]; [self.view setBackgroundColor:[UIColor whiteColor]]; self.edgesForExtendedLayout = UIRectEdgeNone; [self layoutViews]; } - (void)layoutViews { CGSize size = self.view.frame.size; CGFloat imgWidth = (size.width - Margin * (ColumnCount + 1)) / ColumnCount; _imgViewArr = [NSMutableArray array]; for (int row=0; row<RowCount; row++) { for (int colomn=0; colomn<ColumnCount; colomn++) { UIImageView *imageView=[[UIImageView alloc] initWithFrame:CGRectMake(Margin + colomn * (imgWidth + Margin), Margin + row * (imgWidth + Margin), imgWidth, imgWidth)]; imageView.backgroundColor=[UIColor cyanColor]; [self.view addSubview:imageView]; [_imgViewArr addObject:imageView]; } } UIButton *button = [UIButton buttonWithType:UIButtonTypeSystem]; button.frame = CGRectMake(15, (imgWidth + Margin) * RowCount + Margin, size.width - 15 * 2, 45); [button addTarget:self action:@selector(loadImgWithMultiThread) forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside]; [button setTitle:@"点击加载" forState:UIControlStateNormal]; [self.view addSubview:button]; } #pragma mark - 多线程下载图片 - (void)loadImgWithMultiThread { _threadArr = [NSMutableArray array]; for (int i=0; i<RowCount*ColumnCount; ++i) { NSThreadImage *threadImg = [[NSThreadImage alloc] init]; threadImg.index = i; NSThread *thread = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(loadImg:) object:threadImg]; thread.name = [NSString stringWithFormat:@"myThread%i",i]; //// 优先级 //thread.threadPriority = 1.0; [thread start]; [_threadArr addObject:thread]; } } #pragma mark - 加载图片 - (void)loadImg:(NSThreadImage *)threadImg { //// 休眠 //[NSThread sleepForTimeInterval:2.0]; //// 撤销(停止加载图片) //[[NSThread currentThread] cancel]; //// 退出当前线程 //[NSThread exit]; // 请求数据 threadImg.imgData = [self requestData]; // 回到主线程更新UI [self performSelectorOnMainThread:@selector(updateImg:) withObject:threadImg waitUntilDone:YES]; // 打印当前线程 NSLog(@"current thread: %@", [NSThread currentThread]); } #pragma mark - 请求图片数据 - (NSData *)requestData{ NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"https://store.storeimages.cdn-apple.com/8756/as-images.apple.com/is/image/AppleInc/aos/published/images/a/pp/apple/products/apple-products-section1-one-holiday-201811?wid=2560&hei=1046&fmt=jpeg&qlt=95&op_usm=0.5,0.5&.v=1540576114151"]; NSData *data = [NSData dataWithContentsOfURL:url]; return data; } #pragma mark - 将图片显示到界面 - (void)updateImg:(NSThreadImage *)threadImg { UIImage *image = [UIImage imageWithData:threadImg.imgData]; UIImageView *imageView = _imgViewArr[threadImg.index]; imageView.image = image; } //#pragma mark 停止加载网络图片 // //- (void)stopLoadingImgs { // // for (int i=0; i<RowCount*ColumnCount; ++i) { // // NSThread *thread = _threadArr[i]; // if (!thread.isFinished) { // [thread cancel]; // } // } //} @end 复制代码
3. 关于NSThread线程状态的说明
NSThread类型的对象可以获取到线程的三种状态属性isExecuting(正在执行)、isFinished(已经完成)、isCancellled(已经撤销),其中撤销状态是可以在代码中调用线程的cancel方法手动设置的(在主线程中并不能真正停止当前线程)。isFinished属性标志着当前线程上的任务是否执行完成,cancel一个线程只是撤销当前线程上任务的执行,监测到isFinished = YES或调用cancel方法都不能代表立即退出了这个线程,而调用类方法exit方法才可立即退出当前线程。
例如在加载多张网络图片时,中途停止加载动作的执行:
#pragma mark 停止加载网络图片 - (void)stopLoadingImgs { for (int i=0; i<RowCount*ColumnCount; ++i) { NSThread *thread = _threadArr[i]; if (!thread.isFinished) { [thread cancel]; } } } 复制代码
PS:
- 更新UI需回到主线程中操作;
- 线程处于就绪状态时会处于等待状态,不一定立即执行;
- 区分线程三种状态的不同,尤其是撤销和退出两种状态的不同;
- 在线程死亡之后,再次点击屏幕尝试重新开启线程,则程序会挂;
- NSThread可以设置对象的优先级thread.threadPriority,threadPriority取值范围是0到1;
- NSThread并没有提供设置线程间的依赖关系的方法,也就不能单纯通过NSThread来设置任务处理的先后顺序,但是我们可以通过设置NSThread的休眠或优先级来尽量优化任务处理的先后顺序;
- 在自己试验的工程中,虽然NSThread实例的数量理论上不受限制,但是正常的处理过程中需要控制线程的数量。
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