OS 支持多個(gè)層次的多線程 編程,層次越高的抽象程度越高,使用起來(lái)也越方便,也是蘋(píng)果最推薦使用的方法。
下面簡(jiǎn)要說(shuō)明這三種不同范式:
Thread 是這三種范式里面相對(duì)輕量級(jí)的,但也是使用起來(lái)最負(fù)責(zé)的,你需要自己管理thread的生命周期,線程 之間的同步。線程 共享同一應(yīng)用程序的部分內(nèi)存空間,它們擁有對(duì)數(shù)據(jù)相同的訪問(wèn)權(quán)限。
你得協(xié)調(diào)多個(gè)線程 對(duì)同一數(shù)據(jù)的訪問(wèn),一般做法是在訪問(wèn)之前加鎖,這會(huì)導(dǎo)致一定的性能開(kāi)銷。在 iOS 中我們可以使用多種形式的 thread:
Cocoa threads: 使用NSThread 或直接從 NSObject 的類方法 performSelectorInBackground:withObject: 來(lái)創(chuàng)建一個(gè)線程 。如果你選擇thread來(lái)實(shí)現(xiàn)多線程 ,那么 NSThread 就是官方推薦優(yōu)先選用的方式。
POSIX threads: 基于 C 語(yǔ)言的一個(gè)多線程 庫(kù),
Cocoa Operati*****是基于 Obective-C實(shí)現(xiàn)的,類 NSOperation 以面向?qū)ο蟮姆绞椒庋b了用戶需要執(zhí)行的操作,我們只要聚焦于我們需要做的事情,而不必太操心 線程 的管理,同步等事情,
因?yàn)镹SOperation已經(jīng)為我們封裝了這些事情。 NSOperation 是一個(gè)抽象基類,我們必須使用它的子類。iOS 提供了兩種默認(rèn)實(shí)現(xiàn):NSInvocationOperation 和 NSBlockOperation。
Grand Central Dispatch : iOS4 才開(kāi)始支持,它提供了一些新的特性,以及運(yùn)行庫(kù)來(lái)支持多核并行編程,它的關(guān)注點(diǎn)更高:如何在多個(gè) cpu 上提升效率。
有了上面的總體框架,我們就能清楚地知道不同方式所處的層次以及可能的效率,便利性差異。下面我們先來(lái)看看 NSThread 的使用,包括創(chuàng)建,啟動(dòng),同步,通信等相關(guān)知識(shí)。這些與 win32/java 下的 thread 使用非常相似。
線程 創(chuàng)建與啟動(dòng)
NSThread的創(chuàng)建主要有兩種直接方式:
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(myThreadMainMethod:) toTarget:self withObject:nil];
和
NSThread* myThread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self
selector:@selector(myThreadMainMethod:)
object:nil];
[myThread start];
這兩種方式的區(qū)別是:前一種一調(diào)用就會(huì)立即創(chuàng)建一個(gè) 線程 來(lái)做事情;而后一種雖然你 alloc 了也 init了,但是要直到我們手動(dòng)調(diào)用 start 啟動(dòng)線程 時(shí)才會(huì)真正去創(chuàng)建線程 。
這種延遲實(shí)現(xiàn)思想在很多跟資源相關(guān)的地方都有用到。后一種方式我們還可以在啟動(dòng)線程 之前,對(duì)線程 進(jìn)行配置,比如設(shè)置 stack 大小,線程 優(yōu)先級(jí)。
還有一種間接的方式,更加方便,我們甚至不需要顯式編寫(xiě) NSThread 相關(guān)代碼。那就是利用 NSObject 的類方法 performSelectorInBackground:withObject: 來(lái)創(chuàng)建一個(gè) 線程 :
[myObj performSelectorInBackground:@selector(myThreadMainMethod) withObject:nil];
其效果與 NSThread 的 detachNewThreadSelector:toTarget:withObject: 是一樣的。
線程 同步
線程 的同步方法跟其他系統(tǒng)下類似,我們可以用原子操作,可以用 mutex,lock等。
iOS的原子操作函數(shù)是以 OSAtomic開(kāi)頭的,比如:OSAtomicAdd32, OSAtomicOr32等等。這些函數(shù)可以直接使用,因?yàn)樗鼈兪窃硬僮鳌?nbsp;
iOS中的 mutex 對(duì)應(yīng)的是 NSLock,它遵循 NSLooking協(xié)議,我們可以使用 lock, tryLock, lockBeforeData:來(lái)加鎖,用 unLock來(lái)解鎖。使用示例:
BOOL moreToDo = YES;
NSLock *theLock = [[NSLock alloc] init];
...
while (moreToDo) {
/* Do another increment of calculation */
/* until there’s no more to do. */
if ([theLock tryLock]) {
/* Update display used by all threads. */
[theLock unlock];
}
}
我們可以使用指令 @synchronized 來(lái)簡(jiǎn)化 NSLock的使用,這樣我們就不必顯示編寫(xiě)創(chuàng)建NSLock,加鎖并解鎖相關(guān)代碼。
- (void)myMethod:(id)anObj
{
@synchronized(anObj)
{
// Everything between the braces is PRotected by the @synchronized directive.
}
}
還有其他的一些鎖對(duì)象,比如:循環(huán)鎖NSRecursiveLock,條件鎖NSConditionLock,分布式鎖NSDistributedLock等等,在這里就不一一介紹了,大家去看官方文檔吧。
用NSCodition同步執(zhí)行的順序
NSCodition 是一種特殊類型的鎖,我們可以用它來(lái)同步操作執(zhí)行的順序。它與 mutex 的區(qū)別在于更加精準(zhǔn),等待某個(gè) NSCondtion 的線程 一直被 lock,直到其他線程 給那個(gè) condition 發(fā)送了信號(hào)。
下面我們來(lái)看使用示例: 某個(gè)線程 等待著事情去做,而有沒(méi)有事情做是由其他線程 通知它的。
[cocoaCondition lock];
while (timeToDoWork <= 0)
[cocoaCondition wait];
timeToDoWork--;
// Do real work here.
[cocoaCondition unlock];
其他 線程 發(fā)送信號(hào)通知上面的線程 可以做事情了:
[cocoaCondition lock];
timeToDoWork++;
[cocoaCondition signal];
[cocoaCondition unlock];
線程 間通信
線程 在運(yùn)行過(guò)程中,可能需要與其它線程 進(jìn)行通信。我們可以使用 NSObject 中的一些方法:
在應(yīng)用程序主線程 中做事情:
performSelectorOnMainThread:withObject:waitUntilDone:
performSelectorOnMainThread:withObject:waitUntilDone:modes:
在指定 線程 中做事情:
performSelector:onThread:withObject:waitUntilDone:
performSelector:onThread:withObject:waitUntilDone:modes:
在當(dāng)前 線程 中做事情:
performSelector:withObject:afterDelay:
performSelector:withObject:afterDelay:inModes:
取消發(fā)送給當(dāng)前 線程 的某個(gè)消息
cancelPreviousPerformRequestsWithTarget:
cancelPreviousPerformRequestsWithTarget:selector:object:
如在我們?cè)谀硞€(gè) 線程 中下載數(shù)據(jù),下載完成之后要通知主線程 中更新界面等等,可以使用如下接口:- (void)myThreadMainMethod
{
NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
// to do something in your thread job
...
[self performSelectorOnMainThread:@selector(updateUI) withObject:nil waitUntilDone:NO];
[pool release];
}
RunLoop
說(shuō)到 NSThread 就不能不說(shuō)起與之關(guān)系相當(dāng)緊密的 NSRunLoop。Run loop 相當(dāng)于 win32 里面的消息循環(huán)機(jī)制,它可以讓你根據(jù)事件/消息(鼠標(biāo)消息,鍵盤(pán)消息,計(jì)時(shí)器消息等)來(lái)調(diào)度線程 是忙碌還是閑置。
系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)為應(yīng)用程序的主線程 生成一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的 run loop 來(lái)處理其消息循環(huán)。在觸摸 UIView 時(shí)之所以能夠激發(fā) touchesBegan/touchesMoved 等等函數(shù)被調(diào)用,
就是因?yàn)閼?yīng)用程序的主線程 在 UIapplicationMain 里面有這樣一個(gè) run loop 在分發(fā) input 或 timer 事件。
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