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iOS多線程篇：NSThread

作者：明仔Su
移動開發
NSThread是基于線程使用，輕量級的多線程編程方法（相對GCD和NSOperation），一個NSThread對象代表一個線程，需要手動管理線程的生命周期，處理線程同步等問題。

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一、什么是NSThread

NSThread是基于線程使用，輕量級的多線程編程方法（相對GCD和NSOperation），一個NSThread對象代表一個線程，需要手動管理線程的生命周期，處理線程同步等問題。

二、NSThread方法介紹

１）動態創建

 

  1. NSThread * newThread = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(threadRun) object:nil]; 

 

動態方法返回一個新的thread對象，需要調用start方法來啟動線程

２）靜態創建

  1. [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(threadRun) toTarget:self withObject:nil]; 

由于靜態方法沒有返回值，如果需要獲取新創建的thread，需要在selector中調用獲取當前線程的方法

３）線程開啟

  1. [newThread start]; 

４）線程暫停

  1. [NSThread sleepForTimeInterval:1.0];　（以暫停一秒為例） 
  2. [NSThread sleepUntilDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:1.0]]; 

NSThread的暫停會有阻塞當前線程的效果

５）線程取消

  1. [newThread cancel]; 

取消線程并不會馬上停止并退出線程，僅僅只作（線程是否需要退出）狀態記錄

６）線程停止

  1. [NSThread exit]; 

停止方法會立即終止除主線程以外所有線程（無論是否在執行任務）并退出，需要在掌控所有線程狀態的情況下調用此方法，否則可能會導致內存問題。

７）獲取當前線程

  1. [NSThread currentThread]; 

８）獲取主線程

 

  1. [NSThread mainThread]; 

 

９）線程優先級設置

iOS8以前使用

  1. [NSThread setThreadPriority:1.0]; 

這個方法的優先級的數值設置讓人困惑，因為你不知道你應該設置多大的值是比較合適的，因此在iOS8之后，threadPriority添加了一句注釋：To be deprecated; use qualityOfService below

意思就是iOS8以后推薦使用qualityOfService屬性，通過量化的優先級枚舉值來設置
qualityOfService的枚舉值如下：
NSQualityOfServiceUserInteractive：***優先級，用于用戶交互事件
NSQualityOfServiceUserInitiated：次高優先級，用于用戶需要馬上執行的事件
NSQualityOfServiceDefault：默認優先級，主線程和沒有設置優先級的線程都默認為這個優先級
NSQualityOfServiceUtility：普通優先級，用于普通任務
NSQualityOfServiceBackground：***優先級，用于不重要的任務

比如給線程設置次高優先級：

  1. [newThread setQualityOfService:NSQualityOfServiceUserInitiated]; 

三、線程間通信

常用的有三種：

　　1、指定當前線程執行操作

  1. [self performSelector:@selector(threadRun)]; 
  2. [self performSelector:@selector(threadRun) withObject:nil]; 
  3. [self performSelector:@selector(threadRun) withObject:nil afterDelay:2.0]; 

　　2、（在其他線程中）指定主線程執行操作

  1. [self performSelectorOnMainThread:@selector(threadRun) withObject:nil waitUntilDone:YES]; 

注意：更新UI要在主線程中進行

　　3、（在主線程中）指定其他線程執行操作

  1. [self performSelector:@selector(threadRun) onThread:newThread withObject:nil waitUntilDone:YES]; //這里指定為某個線程 
  2. [self performSelectorInBackground:@selector(threadRun) withObject:nil];//這里指定為后臺線程 

四、線程同步

線程和其他線程可能會共享一些資源，當多個線程同時讀寫同一份共享資源的時候，可能會引起沖突。線程同步是指是指在一定的時間內只允許某一個線程訪問某個資源

iOS實現線程加鎖有NSLock和@synchronized兩種方式

五、線程的創建和使用實例：模擬售票

情景：某演唱會門票發售，在廣州和北京均開設窗口進行銷售，以下是代碼實現

  1. 先監聽線程退出的通知，以便知道線程什么時候退出 
  2. [[NSNotificationCenter defaultCenter]addObserver:self selector:@selector(threadExitNotice) name:NSThreadWillExitNotification object:nil]; 
 
  1. 設置演唱會的門票數量 
  2.      _ticketCount = 50; 
  1. 新建兩個子線程（代表兩個窗口同時銷售門票） 
  2.      NSThread * window1 = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(saleTicket) object:nil]; 
  3.      window1.name = @"北京售票窗口"; 
  4.      [window1 start]; 
  5.  
  6.      NSThread * window2 = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(saleTicket) object:nil]; 
  7.      window2.name = @"廣州售票窗口"; 
  8.      [window2 start]; 
  1. 線程啟動后，執行saleTicket，執行完畢后就會退出，為了模擬持續售票的過程，我們需要給它加一個循環 
  2.      - (void)saleTicket { 
  3.          while (1) { 
  4.              //如果還有票，繼續售賣 
  5.              if (_ticketCount > 0) { 
  6.                  _ticketCount --; 
  7.                  NSLog(@"%@", [NSString stringWithFormat:@"剩余票數：%ld 窗口：%@", _ticketCount, [NSThread currentThread].name]); 
  8.                  [NSThread sleepForTimeInterval:0.2]; 
  9.              } 
  10.              //如果已賣完，關閉售票窗口 
  11.              else { 
  12.                  break; 
  13.              } 
  14.          } 
  15.      } 
  1. 執行結果： 
  2.     2016-04-06 19:25:36.637 MutiThread[4705:1371666] 剩余票數：9 窗口：廣州售票窗口 
  3.     2016-04-06 19:25:36.637 MutiThread[4705:1371665] 剩余票數：8 窗口：北京售票窗口 
  4.     2016-04-06 19:25:36.839 MutiThread[4705:1371666] 剩余票數：7 窗口：廣州售票窗口 
  5.     2016-04-06 19:25:36.839 MutiThread[4705:1371665] 剩余票數：7 窗口：北京售票窗口 
  6.     2016-04-06 19:25:37.045 MutiThread[4705:1371666] 剩余票數：5 窗口：廣州售票窗口 
  7.     2016-04-06 19:25:37.045 MutiThread[4705:1371665] 剩余票數：6 窗口：北京售票窗口 
  8.     2016-04-06 19:25:37.250 MutiThread[4705:1371665] 剩余票數：4 窗口：北京售票窗口 
  9.     2016-04-06 19:25:37.250 MutiThread[4705:1371666] 剩余票數：4 窗口：廣州售票窗口 
  10.     2016-04-06 19:25:37.456 MutiThread[4705:1371666] 剩余票數：2 窗口：廣州售票窗口 
  11.     2016-04-06 19:25:37.456 MutiThread[4705:1371665] 剩余票數：3 窗口：北京售票窗口 
  12.     2016-04-06 19:25:37.661 MutiThread[4705:1371665] 剩余票數：1 窗口：北京售票窗口 
  13.     2016-04-06 19:25:37.661 MutiThread[4705:1371666] 剩余票數：1 窗口：廣州售票窗口 
  14.     2016-04-06 19:25:37.866 MutiThread[4705:1371665] 剩余票數：0 窗口：北京售票窗口 
  15.     2016-04-06 19:25:37.867 MutiThread[4705:1371666] <NSThread: 0x7fdc91e289f0>{number = 3, name = 廣州售票窗口} Will Exit 
  16.     2016-04-06 19:25:38.070 MutiThread[4705:1371665] <NSThread: 0x7fdc91e24d60>{number = 2, name = 北京售票窗口} Will Exit 

可以看到，票的銷售過程中出現了剩余數量錯亂的情況，這就是前面提到的線程同步問題。

售票是一個典型的需要線程同步的場景，由于售票渠道有很多，而票的資源是有限的，當多個渠道在短時間內賣出大量的票的時候，如果沒有同步機制來管理票的數量，將會導致票的總數和售出票數對應不上的錯誤。

  1. 我們在售票的過程中給票加上同步鎖：同一時間內，只有一個線程能對票的數量進行操作，當操作完成之后，其他線程才能繼續對票的數量進行操作。 
  2.      - (void)saleTicket { 
  3.          while (1) { 
  4.              @synchronized(self) { 
  5.                  //如果還有票，繼續售賣 
  6.                  if (_ticketCount > 0) { 
  7.                      _ticketCount --; 
  8.                      NSLog(@"%@", [NSString stringWithFormat:@"剩余票數：%ld 窗口：%@", _ticketCount, [NSThread currentThread].name]); 
  9.                      [NSThread sleepForTimeInterval:0.2]; 
  10.                  } 
  11.                  //如果已賣完，關閉售票窗口 
  12.                  else { 
  13.                      break; 
  14.                  } 
  15.              } 
  16.          } 
  17.      } 
  1. 運行結果： 
  2.     2016-04-06 19:31:27.913 MutiThread[4718:1406865] 剩余票數：11 窗口：北京售票窗口 
  3.     2016-04-06 19:31:28.115 MutiThread[4718:1406866] 剩余票數：10 窗口：廣州售票窗口 
  4.     2016-04-06 19:31:28.317 MutiThread[4718:1406865] 剩余票數：9 窗口：北京售票窗口 
  5.     2016-04-06 19:31:28.522 MutiThread[4718:1406866] 剩余票數：8 窗口：廣州售票窗口 
  6.     2016-04-06 19:31:28.728 MutiThread[4718:1406865] 剩余票數：7 窗口：北京售票窗口 
  7.     2016-04-06 19:31:28.929 MutiThread[4718:1406866] 剩余票數：6 窗口：廣州售票窗口 
  8.     2016-04-06 19:31:29.134 MutiThread[4718:1406865] 剩余票數：5 窗口：北京售票窗口 
  9.     2016-04-06 19:31:29.339 MutiThread[4718:1406866] 剩余票數：4 窗口：廣州售票窗口 
  10.     2016-04-06 19:31:29.545 MutiThread[4718:1406865] 剩余票數：3 窗口：北京售票窗口 
  11.     2016-04-06 19:31:29.751 MutiThread[4718:1406866] 剩余票數：2 窗口：廣州售票窗口 
  12.     2016-04-06 19:31:29.952 MutiThread[4718:1406865] 剩余票數：1 窗口：北京售票窗口 
  13.     2016-04-06 19:31:30.158 MutiThread[4718:1406866] 剩余票數：0 窗口：廣州售票窗口 
  14.     2016-04-06 19:31:30.363 MutiThread[4718:1406866] <NSThread: 0x7ff0c1637320>{number = 3, name = 廣州售票窗口} Will Exit 
  15.     2016-04-06 19:31:30.363 MutiThread[4718:1406865] <NSThread: 0x7ff0c1420cb0>{number = 2, name = 北京售票窗口} Will Exit 

可以看到，票的數量沒有出現錯亂的情況。

　　線程的持續運行和退出

我們注意到，線程啟動后，執行saleTicket完畢后就馬上退出了，怎樣能讓線程一直運行呢（窗口一直開放，可以隨時指派其賣演唱會的門票的任務），答案就是給線程加上runLoop

  1. ``` 
  2.      先監聽線程退出的通知，以便知道線程什么時候退出 
  3.      [[NSNotificationCenter defaultCenter]addObserver:self selector:@selector(threadExitNotice) name:NSThreadWillExitNotification object:nil]; 
  4.  ``` 
  1. //設置演唱會的門票數量 
  2.      _ticketCount = 50; 
  1. 新建兩個子線程（代表兩個窗口同時銷售門票） 
  2.      NSThread * window1 = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(thread1) object:nil]; 
  3.      [window1 start]; 
  4.  
  5.      NSThread * window2 = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(thread2) object:nil]; 
  6.      [window2 start]; 
  1. 接著我們給線程創建一個runLoop 
  2.      - (void)thread1 { 
  3.          [NSThread currentThread].name = @"北京售票窗口"; 
  4.          NSRunLoop * runLoop1 = [NSRunLoop currentRunLoop]; 
  5.          [runLoop1 runUntilDate:[NSDate date]]; //一直運行 
  6.      } 
  7.  
  8.      - (void)thread2 { 
  9.          [NSThread currentThread].name = @"廣州售票窗口"; 
  10.          NSRunLoop * runLoop2 = [NSRunLoop currentRunLoop]; 
  11.          [runLoop2 runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:10.0]]; //自定義運行時間 
  12.      } 
  1. 然后就可以指派任務給線程了，這里我們讓兩個線程都執行相同的任務（售票） 
  2.      [self performSelector:@selector(saleTicket) onThread:window1 withObject:nil waitUntilDone:NO]; 
  3.      [self performSelector:@selector(saleTicket) onThread:window2 withObject:nil waitUntilDone:NO]; 
  1. 運行結果： 
  2.      2016-04-06 19:43:22.585 MutiThread[4762:1478200] 剩余票數：11 窗口：北京售票窗口 
  3.      2016-04-06 19:43:22.788 MutiThread[4762:1478201] 剩余票數：10 窗口：廣州售票窗口 
  4.      2016-04-06 19:43:22.993 MutiThread[4762:1478200] 剩余票數：9 窗口：北京售票窗口 
  5.      2016-04-06 19:43:23.198 MutiThread[4762:1478201] 剩余票數：8 窗口：廣州售票窗口 
  6.      2016-04-06 19:43:23.404 MutiThread[4762:1478200] 剩余票數：7 窗口：北京售票窗口 
  7.      2016-04-06 19:43:23.609 MutiThread[4762:1478201] 剩余票數：6 窗口：廣州售票窗口 
  8.      2016-04-06 19:43:23.810 MutiThread[4762:1478200] 剩余票數：5 窗口：北京售票窗口 
  9.      2016-04-06 19:43:24.011 MutiThread[4762:1478201] 剩余票數：4 窗口：廣州售票窗口 
  10.      2016-04-06 19:43:24.216 MutiThread[4762:1478200] 剩余票數：3 窗口：北京售票窗口 
  11.      2016-04-06 19:43:24.422 MutiThread[4762:1478201] 剩余票數：2 窗口：廣州售票窗口 
  12.      2016-04-06 19:43:24.628 MutiThread[4762:1478200] 剩余票數：1 窗口：北京售票窗口 
  13.      2016-04-06 19:43:24.833 MutiThread[4762:1478201] 剩余票數：0 窗口：廣州售票窗口 
  14.      2016-04-06 19:43:25.039 MutiThread[4762:1478201] <NSThread: 0x7fe0d3c24360>{number = 3, name = 廣州售票窗口} Will Exit 

可以看到，當票賣完后，兩個線程并沒有退出，仍在繼續運行，當到達指定時間后，線程2退出了，如果需要讓線程1退出，需要我們手動管理。

比如我們讓線程完成任務（售票）后自行退出，可以這樣操作

  1. - (void)saleTicket { 
  2.         while (1) { 
  3.             @synchronized(self) { 
  4.             //如果還有票，繼續售賣 
  5.                 if (_ticketCount > 0) { 
  6.                     _ticketCount --; 
  7.                     NSLog(@"%@", [NSString stringWithFormat:@"剩余票數：%ld 窗口：%@", _ticketCount, [NSThread currentThread].name]); 
  8.                     [NSThread sleepForTimeInterval:0.2]; 
  9.                 } 
  10.                 //如果已賣完，關閉售票窗口 
  11.                 else { 
  12.                     if ([NSThread currentThread].isCancelled) { 
  13.                        break; 
  14.                     }else { 
  15.                        NSLog(@"售賣完畢"); 
  16.                        //給當前線程標記為取消狀態 
  17.                        [[NSThread currentThread] cancel]; 
  18.                        //停止當前線程的runLoop 
  19.                        CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent()); 
  20.                     } 
  21.                 } 
  22.             } 
  23.         } 
  24.     } 
  1. 運行結果： 
  2.      2016-04-06 20:08:38.287 MutiThread[4927:1577193] 剩余票數：10 窗口：北京售票窗口 
  3.      2016-04-06 20:08:38.489 MutiThread[4927:1577194] 剩余票數：9 窗口：廣州售票窗口 
  4.      2016-04-06 20:08:38.690 MutiThread[4927:1577193] 剩余票數：8 窗口：北京售票窗口 
  5.      2016-04-06 20:08:38.892 MutiThread[4927:1577194] 剩余票數：7 窗口：廣州售票窗口 
  6.      2016-04-06 20:08:39.094 MutiThread[4927:1577193] 剩余票數：6 窗口：北京售票窗口 
  7.      2016-04-06 20:08:39.294 MutiThread[4927:1577194] 剩余票數：5 窗口：廣州售票窗口 
  8.      2016-04-06 20:08:39.499 MutiThread[4927:1577193] 剩余票數：4 窗口：北京售票窗口 
  9.      2016-04-06 20:08:39.700 MutiThread[4927:1577194] 剩余票數：3 窗口：廣州售票窗口 
  10.      2016-04-06 20:08:39.905 MutiThread[4927:1577193] 剩余票數：2 窗口：北京售票窗口 
  11.      2016-04-06 20:08:40.106 MutiThread[4927:1577194] 剩余票數：1 窗口：廣州售票窗口 
  12.      2016-04-06 20:08:40.312 MutiThread[4927:1577193] 剩余票數：0 窗口：北京售票窗口 
  13.      2016-04-06 20:08:40.516 MutiThread[4927:1577194] 售賣完畢 
  14.      2016-04-06 20:08:40.516 MutiThread[4927:1577193] 售賣完畢 
  15.      2016-04-06 20:08:40.517 MutiThread[4927:1577193] <NSThread: 0x7fb719d54000>{number = 2, name = 北京售票窗口} Will Exit 
  16.      2016-04-06 20:08:40.517 MutiThread[4927:1577194] <NSThread: 0x7fb719d552f0>{number = 3, name = 廣州售票窗口} Will Exit 

如果確定兩個線程都是isCancelled狀態，可以調用[NSThread exit]方法來終止線程。 

責任編輯：倪明 來源： 明仔Su的簡書
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