你要知道的iOS多線程N(yùn)SThread、GCD、NSOperation、RunLoop都在這里
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本系列文章主要講解iOS中多線程的使用，包括:NSThread、GCD、NSOperation以及RunLoop的使用方法詳解，本系列文章不涉及基礎(chǔ)的線程/進(jìn)程、同步/異步、阻塞/非阻塞、串行/并行，這些基礎(chǔ)概念，有不明白的讀者還請(qǐng)自行查閱。本系列文章將分以下幾篇文章進(jìn)行講解，讀者可按需查閱。
- iOS多線程——你要知道的NSThread都在這里
- iOS多線程——你要知道的GCD都在這里
- iOS多線程——你要知道的NSOperation都在這里
- iOS多線程——你要知道的RunLoop都在這里
- iOS多線程——RunLoop與GCD、AutoreleasePool
組織架構(gòu)說(shuō)明
本系列文章是按照相關(guān)多線程類的抽象層次撰寫(xiě)的，也就是說(shuō)NSThread是Foundation框架提供的最基礎(chǔ)的多線程類，每一個(gè)NSThread類的對(duì)象即代表一個(gè)線程，接下來(lái)蘋(píng)果為開(kāi)發(fā)者封裝了GCD(Grand Central Dispatch)，GCD相比于NSThread來(lái)說(shuō)，提供了便捷的操作方法，開(kāi)發(fā)者不需要再關(guān)注于管理線程的生命周期，也不需要自行管理一個(gè)線程池用于線程的復(fù)用，但GCD是以C函數(shù)對(duì)外提供接口，因此Foundation框架在GCD的基礎(chǔ)上進(jìn)行了面向?qū)ο蟮姆庋b，提供了面向?qū)ο蟮亩嗑€程類NSOperation和NSOperationQueue，抽象層次更高。
由于OC是C語(yǔ)言的超集，開(kāi)發(fā)者也可以選擇使用POSIX標(biāo)準(zhǔn)的線程pthread，pthread和NSThread都是對(duì)內(nèi)核mach kernel的mach thread的封裝，所以在開(kāi)發(fā)時(shí)一般不會(huì)使用pthread。
RunLoop是與線程相關(guān)的一個(gè)基本組成，想要線程在執(zhí)行完任務(wù)后不退出，在沒(méi)有任務(wù)時(shí)睡眠以節(jié)省CPU資源都需要RunLoop的實(shí)現(xiàn)，因此，正確的理解線程就需要深入理解RunLoop相關(guān)知識(shí)。
NSThread的使用姿勢(shì)全解
在組織架構(gòu)說(shuō)明中講到，NSThread是對(duì)內(nèi)核mach kernel中的mach thread的封裝，所以，每一個(gè)NSThread的對(duì)象其實(shí)就是一個(gè)線程，我們創(chuàng)建一個(gè)NSThread對(duì)象也就意味著我們創(chuàng)建了一個(gè)新的線程。初始化創(chuàng)建NSThread的方法有如下幾種:
/*
使用target對(duì)象的selector作為線程的任務(wù)執(zhí)行體，該selector方法最多可以接收一個(gè)參數(shù)，該參數(shù)即為argument
*/
- (instancetype)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)selector object:(nullable id)argument API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
/*
使用block作為線程的任務(wù)執(zhí)行體
*/
- (instancetype)initWithBlock:(void (^)(void))block API_AVAILABLE(macosx(10.12), ios(10.0), watchos(3.0), tvos(10.0));
/*
類方法，返回值為void
使用一個(gè)block作為線程的執(zhí)行體，并直接啟動(dòng)線程
上面的實(shí)例方法返回NSThread對(duì)象需要手動(dòng)調(diào)用start方法來(lái)啟動(dòng)線程執(zhí)行任務(wù)
*/
+ (void)detachNewThreadWithBlock:(void (^)(void))block API_AVAILABLE(macosx(10.12), ios(10.0), watchos(3.0), tvos(10.0));
/*
類方法，返回值為void
使用target對(duì)象的selector作為線程的任務(wù)執(zhí)行體，該selector方法最多接收一個(gè)參數(shù)，該參數(shù)即為argument
同樣的，該方法創(chuàng)建完線程后會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)線程不需要手動(dòng)觸發(fā)
*/
+ (void)detachNewThreadSelector:(SEL)selector toTarget:(id)target withObject:(nullable id)argument;
下面分別舉幾個(gè)栗子:
/*
說(shuō)明: 本文的栗子都是在單視圖的工程中執(zhí)行，防止主線程退出后，其他線程被退出，不方便實(shí)驗(yàn)。
*/
//線程的任務(wù)執(zhí)行體并接收一個(gè)參數(shù)arg
- (void)firstThread:(id)arg
{
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
NSLog(@"Task %@ %@", [NSThread currentThread], arg);
}
NSLog(@"Thread Task Complete");
}
- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated
{
[super viewWillAppear: YES];
/*
創(chuàng)建一個(gè)線程，線程任務(wù)執(zhí)行體為firstThread:方法
該方法可以接收參數(shù)@"Hello, World"
*/
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(firstThread:) object:@"Hello, World"];
//設(shè)置線程的名字，方便查看
[thread setName:@"firstThread"];
//啟動(dòng)線程
[thread start];
}
- (void)viewDidAppear:(BOOL)animated
{
[super viewDidAppear: YES];
NSLog("ViewDidAppear");
}
上面的栗子沒(méi)有什么實(shí)際意義，僅僅為了展示如何創(chuàng)建并啟動(dòng)線程，啟動(dòng)程序后就可以看到程序輸出了10次
Task <NSThread: 0x1c446f780>{number = 4, name = firstThread} Hello, World
上面輸出了線程的名稱，還輸出了我們傳入的參數(shù)，通過(guò)很簡(jiǎn)單的代碼就可以創(chuàng)建一個(gè)新的線程來(lái)執(zhí)行任務(wù)，在開(kāi)發(fā)中盡量將耗時(shí)的操作放在其他線程中執(zhí)行，只將更新UI的操作放在主線程中執(zhí)行。
一般情況下，通過(guò)上述方法創(chuàng)建的線程在執(zhí)行完任務(wù)執(zhí)行體后就會(huì)退出并銷毀，可以在firstThread:方法的第二個(gè)NSLog方法和viewDidAppear:方法的輸出上打斷點(diǎn)，然后運(yùn)行程序查看線程信息，在第一個(gè)斷點(diǎn)時(shí)即firstThread:方法的斷點(diǎn)中，程序中線程信息如下圖:
從上圖可以看到，現(xiàn)在程序中有一個(gè)線程名為firstThread，該線程即為我們創(chuàng)建的NSThread對(duì)象，而com.apple.main-thread(serial)即為主線程的名稱，其中serial是指明主線程是串行的，這個(gè)內(nèi)容會(huì)在GCD中進(jìn)行講解，我們可以通過(guò)類方法[NSThread mainThread]來(lái)獲取主線程。接下來(lái)繼續(xù)執(zhí)行到第二個(gè)斷點(diǎn)，程序中線程信息如下圖:
從上圖可以看到，firstThread線程不見(jiàn)了，因?yàn)樵趫?zhí)行完任務(wù)執(zhí)行體后該線程就退出并被銷毀了，
通過(guò)這個(gè)栗子也說(shuō)明了，我們無(wú)法復(fù)用NSThread，盡管線程的創(chuàng)建相比進(jìn)程更加輕量級(jí)，但創(chuàng)建一個(gè)線程遠(yuǎn)比創(chuàng)建一個(gè)普通對(duì)象要消耗資源，而主線程和接收事件處理的線程仍然存在，這正是因?yàn)?code>RunLoop的作用，這個(gè)內(nèi)容也會(huì)在RunLoop部分進(jìn)行講解。
接下來(lái)繼續(xù)講解創(chuàng)建NSThread的其他方法，具體栗子如下:
//栗子2:
/*
通過(guò)傳入block的方式創(chuàng)建一個(gè)線程，線程執(zhí)行體即為block的內(nèi)容
但該方式創(chuàng)建線程無(wú)法傳入?yún)?shù)
*/
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
NSLog(@"Task %@", [NSThread currentThread]);
}
}];
//設(shè)置線程名稱
[thread setName:@"firstThread"];
//啟動(dòng)線程
[thread start];
//栗子3:
/*
通過(guò)類方法創(chuàng)建并自動(dòng)啟動(dòng)一個(gè)線程
該線程的執(zhí)行體即為傳入的block
*/
[NSThread detachNewThreadWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
NSLog(@"Task %@", [NSThread currentThread]);
}
}];
//栗子4:
/*
通過(guò)類方法創(chuàng)建并自動(dòng)啟動(dòng)一個(gè)線程
該線程的執(zhí)行體為self的firstThread:方法，并傳入相關(guān)參數(shù)
*/
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(firstThread:) toTarget:self withObject:@"Hello, World!"];
上述把所有NSThread的創(chuàng)建方法都講解了一遍，實(shí)例方法和類方法的區(qū)別就在于，實(shí)例方法會(huì)返回NSThread對(duì)象，當(dāng)需要啟動(dòng)線程時(shí)需要手動(dòng)觸發(fā)start方法，而類方法沒(méi)有返回值，創(chuàng)建線程后立即啟動(dòng)該線程。這里說(shuō)的啟動(dòng)線程start方法，僅僅是將線程的狀態(tài)從新建轉(zhuǎn)為就緒，何時(shí)執(zhí)行該線程的任務(wù)需要系統(tǒng)自行調(diào)度。
接下來(lái)再看NSThread中幾個(gè)比較常用的屬性和方法:
/*
類屬性，用于獲取當(dāng)前線程
如果是在主線程調(diào)用則返回主線程對(duì)象
如果在其他線程調(diào)用則返回其他的當(dāng)前線程
什么線程調(diào)用，就返回什么線程
*/
@property (class, readonly, strong) NSThread *currentThread;
//類屬性，用于返回主線程，不論在什么線程調(diào)用都返回主線程
@property (class, readonly, strong) NSThread *mainThread;
/*
設(shè)置線程的優(yōu)先級(jí)，范圍為0-1的doule類型，數(shù)字越大優(yōu)先級(jí)越高
我們知道，系統(tǒng)在進(jìn)行線程調(diào)度時(shí)，優(yōu)先級(jí)越高被選中到執(zhí)行狀態(tài)的可能性越大
但是我們不能僅僅依靠?jī)?yōu)先級(jí)來(lái)判斷多線程的執(zhí)行順序，多線程的執(zhí)行順序無(wú)法預(yù)測(cè)
*/
@property double threadPriority;
//線程的名稱，前面的栗子已經(jīng)介紹過(guò)了
@property (nullable, copy) NSString *name
//判斷線程是否正在執(zhí)行
@property (readonly, getter=isExecuting) BOOL executing;
//判斷線程是否結(jié)束
@property (readonly, getter=isFinished) BOOL finished;
//判斷線程是否被取消
@property (readonly, getter=isCancelled) BOOL cancelled;
/*
讓線程睡眠，立即讓出當(dāng)前時(shí)間片，讓出CPU資源，進(jìn)入阻塞狀態(tài)
類方法，什么線程執(zhí)行該方法，什么線程就會(huì)睡眠
*/
+ (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;
//同上，這里傳入時(shí)間
+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;
//退出當(dāng)前線程，什么線程執(zhí)行，什么線程就退出
+ (void)exit;
/*
實(shí)例方法，取消線程
調(diào)用該方法會(huì)設(shè)置cancelled屬性為YES，但并不退出線程
*/
- (void)cancel;
接下來(lái)再舉一個(gè)栗子:
//按鈕點(diǎn)擊事件處理器
- (void)btnClicked
{
//取消線程
[self.thread cancel];
}
- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated
{
self.thread = [[NSThread alloc] initWithBlock:^{
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
//獲取當(dāng)前正在執(zhí)行的線程，即self.thread
NSThread *currentThread = [NSThread currentThread];
//判斷線程是否被取消
if ([currentThread isCancelled])
{
//如果被取消就退出當(dāng)前正在執(zhí)行的線程，即self.thread
[NSThread exit];
}
NSLog(@"Task %@", currentThread);
//循環(huán)內(nèi)，每次循環(huán)睡1s
[NSThread sleepForTimeInterval:1];
}
}];
[self.thread setName:@"firstThread"];
//啟動(dòng)線程
[self.thread start];
}
上面的栗子也比較簡(jiǎn)單，在視圖中加入了一個(gè)按鈕，點(diǎn)擊按鈕就會(huì)讓我們創(chuàng)建的線程執(zhí)行退出方法，在viewWillAppear:方法中創(chuàng)建并啟動(dòng)了一個(gè)線程，這個(gè)線程每次循環(huán)都會(huì)判斷當(dāng)前線程是否被取消，如果取消就退出當(dāng)前線程，接下來(lái)線程就會(huì)被銷毀，每次循環(huán)執(zhí)行完后都會(huì)讓當(dāng)前線程睡眠一秒，這里可能很多人都會(huì)有誤區(qū)，讓線程睡眠會(huì)使得線程進(jìn)入阻塞狀態(tài)，當(dāng)睡眠時(shí)間到后就會(huì)從阻塞狀態(tài)進(jìn)入就緒狀態(tài)，被系統(tǒng)線程調(diào)度為執(zhí)行狀態(tài)后才能繼續(xù)執(zhí)行，所以這里睡1s并不是說(shuō)精準(zhǔn)的1s后再繼續(xù)執(zhí)行，只是1s后從阻塞態(tài)進(jìn)入就緒態(tài)，之后何時(shí)執(zhí)行由系統(tǒng)調(diào)度決定。還需要說(shuō)明的是cancel方法并不會(huì)讓線程退出，僅僅是將cancelled屬性置為YES，退出需要我們手動(dòng)觸發(fā)exit方法。
所以執(zhí)行上述代碼后，每一秒多會(huì)輸出一次，當(dāng)我們點(diǎn)擊按鈕后該線程就會(huì)將cancelled屬性置為YES，在線程下次執(zhí)行時(shí)就會(huì)執(zhí)行exit方法退出線程，退出線程會(huì)立即終止當(dāng)前執(zhí)行的任務(wù)，也就是說(shuō)exit方法后的代碼不會(huì)再執(zhí)行了。
退出線程有如下三種情況:
- 任務(wù)執(zhí)行體執(zhí)行完成后正常退出
- 任務(wù)執(zhí)行體執(zhí)行過(guò)程中發(fā)生異常也會(huì)導(dǎo)致當(dāng)前線程退出
- 執(zhí)行NSThread類的exit方法退出當(dāng)前線程
關(guān)于優(yōu)先級(jí)的栗子就不再贅述了，可以自行實(shí)驗(yàn)，比如，啟動(dòng)兩個(gè)線程，使用for循環(huán)來(lái)輸出文本，并設(shè)置不同的優(yōu)先級(jí)，可以發(fā)現(xiàn)，優(yōu)先級(jí)高的線程獲取到時(shí)間片即能夠執(zhí)行輸出的機(jī)會(huì)高于優(yōu)先級(jí)低的。
接下來(lái)舉一個(gè)多線程下載圖片的簡(jiǎn)單栗子:
- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated
{
//創(chuàng)建一個(gè)線程用來(lái)下載圖片
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithBlock:^{
UIImage *image = [UIImage imageWithData:[NSData dataWithContentsOfURL:[NSURL URLWithString:@"https://timgsa.baidu.com/timg?image&quality=80&size=b9999_10000&sec=1508398116220&di=ba2b7c9bf32d0ecef49de4fb19741edb&imgtype=0&src=http%3A%2F%2Fwscont2.apps.microsoft.com%2Fwinstore%2F1x%2Fea9a3c59-bb26-4086-b823-4a4869ffd9f2%2FScreenshot.398115.100000.jpg"]]];
//圖片下載完成之后使用主線程來(lái)執(zhí)行更新UI的操作
[self performSelectorOnMainThread:@selector(updateImage:) withObject:image waitUntilDone:NO];
}];
//啟動(dòng)線程
[thread start];
}
//主線程執(zhí)行當(dāng)前更新UI的方法
- (void)updateImage:(UIImage*)image
{
self.imageView.image = image;
}
上面使用了NSObject提供的performSelectorOnMainThread:WithObject:watiUntilDone:方法，該方法就是用于使用主線程執(zhí)行相關(guān)方法，iOS對(duì)于更新UI的操作有規(guī)定，必須放在主線程執(zhí)行，否則會(huì)產(chǎn)生運(yùn)行時(shí)警告，最重要的是，不在主線程執(zhí)行無(wú)法預(yù)知什么時(shí)候才會(huì)進(jìn)行更新操作，可能會(huì)產(chǎn)生各種意外。
NSThread 鎖機(jī)制 經(jīng)典的生產(chǎn)者消費(fèi)者問(wèn)題
提到多線程必然會(huì)考慮競(jìng)爭(zhēng)條件，OC也為我們提供了同步的機(jī)制以及鎖的機(jī)制，接下來(lái)舉一個(gè)炒雞經(jīng)典的銀行取錢的栗子:
//定義一個(gè)Account類
@interface Account: NSObject
//賬號(hào)
@property (nonatomic, strong) NSString *accountNumber;
//余額
@property (nonatomic, assign) double balance;
//取錢操作
- (void)draw:(id)money;
@end
@implementation Account
@synthesize accountNumber = _accountNumber;
@synthesize balance = _balance;
- (void)draw:(id)money
{
double drawMoney = [money doubleValue];
//判斷余額是否足夠
if (self.balance >= drawMoney)
{
//當(dāng)前線程睡1毫秒
//[NSThread sleepForTimeInterval:0.001];
self.balance -= drawMoney;
NSLog(@"%@ draw money %lf balance left %lf", [[NSThread currentThread] name], drawMoney, self.balance);
}
else
{
//余額不足，提示
NSLog(@"%@ Balance Not Enouth", [[NSThread currentThread] name]);
}
}
@end
//ViewController.m
- (void)viewWillAppear:(BOOL)animated
{
Account *account = [[Account alloc] init];
account.accountNumber = @"1603121434";
account.balance = 1500.0;
NSThread *thread1 = [[NSThread alloc] initWithTarget:account selector:@selector(draw:) object:@(1000)];
[thread1 setName:@"Thread1"];
NSThread *thread2 = [[NSThread alloc] initWithTarget:account selector:@selector(draw:) object:@(1000)];
[thread2 setName:@"Thread2"];
[thread1 start];
[thread2 start];
}
上面這個(gè)栗子很簡(jiǎn)單，定義了一個(gè)Account類表示銀行賬戶，然后定義了取錢的操作，在draw:方法里，注釋了[NSThread sleepForTimeInterval:0.001];代碼，然后在視圖中創(chuàng)建了兩個(gè)線程，都去取錢，運(yùn)行上述程序我們發(fā)現(xiàn)線程1取到錢了，線程2提示余額不足，但這個(gè)結(jié)果不一定正確，我們提到過(guò)，多線程的執(zhí)行順序是無(wú)法預(yù)測(cè)的，哪怕線程2的優(yōu)先級(jí)比線程1低，也有可能線程2先執(zhí)行，所以我們把注釋的一行去掉注釋，來(lái)模擬第一個(gè)線程進(jìn)入到取錢的判斷條件體以后被系統(tǒng)線程調(diào)度切換，此時(shí)的輸出結(jié)果為:
Thread1 draw money 1000.000000 balance left 500.000000
Thread2 draw money 1000.000000 balance left -500.000000
這就是競(jìng)爭(zhēng)條件，這里不再贅述什么是競(jìng)爭(zhēng)條件，線程1進(jìn)入判斷體后還沒(méi)有進(jìn)行取錢的操作就被切換到就緒態(tài)，系統(tǒng)切換線程2執(zhí)行，由于線程1還沒(méi)有進(jìn)行取錢操作，所以余額是滿足要求的，線程2也進(jìn)入了判斷體，這樣兩個(gè)線程都可以取到錢。
解決競(jìng)爭(zhēng)條件的方法很多，比如鎖機(jī)制和同步代碼塊，接下來(lái)分別舉兩個(gè)栗子:
//栗子2:
- (void)draw:(id)money
{
@synchronized (self) {
double drawMoney = [money doubleValue];
if (self.balance >= drawMoney)
{
[NSThread sleepForTimeInterval:0.001];
self.balance -= drawMoney;
NSLog(@"%@ draw money %lf balance left %lf", [[NSThread currentThread] name], drawMoney, self.balance);
}
else
{
NSLog(@"%@ Balance Not Enouth", [[NSThread currentThread] name]);
}
}
}
//栗子3:
- (void)draw:(id)money
{
/*
self.lock在ViewController的初始化函數(shù)中進(jìn)行初始化操作
self.lock = [[NSLock alloc] init];
*/
[self.lock lock];
double drawMoney = [money doubleValue];
if (self.balance >= drawMoney)
{
[NSThread sleepForTimeInterval:0.001];
self.balance -= drawMoney;
NSLog(@"%@ draw money %lf balance left %lf", [[NSThread currentThread] name], drawMoney, self.balance);
}
else
{
NSLog(@"%@ Balance Not Enouth", [[NSThread currentThread] name]);
}
[self.lock unlock];
}
在栗子2中，我們對(duì)draw:方法添加了一個(gè)同步代碼塊，使用@synchronized包圍的代碼即為同步代碼塊，同步代碼塊需要一個(gè)監(jiān)聽(tīng)器，我們使用account對(duì)象本身作為監(jiān)聽(tīng)器，因?yàn)槭?code>account對(duì)象產(chǎn)生的競(jìng)爭(zhēng)條件，當(dāng)執(zhí)行同步代碼塊時(shí)需要先獲取監(jiān)聽(tīng)器，如果獲取不到則線程會(huì)被阻塞，當(dāng)同步代碼塊執(zhí)行完成則釋放監(jiān)聽(tīng)器，與java的synchronized同步代碼塊一樣。
栗子3，我們使用鎖機(jī)制，創(chuàng)建了一個(gè)NSLock類的鎖對(duì)象，lock方法用于獲取鎖，如果鎖被其他對(duì)象占用則線程被阻塞，unlock方法用于釋放鎖，以便其他線程加鎖。
線程的調(diào)度對(duì)于開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)是透明的，我們不能也無(wú)法預(yù)測(cè)線程執(zhí)行的順序，但有時(shí)我們需要線程按照一定條件來(lái)執(zhí)行，這時(shí)就需要線程間進(jìn)行通信，NSCondition就提供了線程間通信的方法，查看一下NSCondition的聲明文件:
NS_CLASS_AVAILABLE(10_5, 2_0)
@interface NSCondition : NSObject <NSLocking> {
@private
void *_priv;
}
/*
調(diào)用NSCondition對(duì)象wait方法的線程會(huì)阻塞，直到其他線程調(diào)用該對(duì)象的signal方法或broadcast方法來(lái)喚醒
喚醒后該線程從阻塞態(tài)改為就緒態(tài)，交由系統(tǒng)進(jìn)行線程調(diào)度
執(zhí)行wait方法時(shí)內(nèi)部會(huì)自動(dòng)執(zhí)行unlock方法釋放鎖，并阻塞線程
*/
- (void)wait;
//同上，只是該方法是在limit到達(dá)時(shí)喚醒線程
- (BOOL)waitUntilDate:(NSDate *)limit;
/*
喚醒在當(dāng)前NSCondition對(duì)象上阻塞的一個(gè)線程
如果在該對(duì)象上wait的有多個(gè)線程則隨機(jī)挑選一個(gè)，被挑選的線程則從阻塞態(tài)進(jìn)入就緒態(tài)
*/
- (void)signal;
/*
同上，該方法會(huì)喚醒在當(dāng)前NSCondition對(duì)象上阻塞的所有線程
*/
- (void)broadcast;
@property (nullable, copy) NSString *name API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(2.0), watchos(2.0), tvos(9.0));
@end
NS_ASSUME_NONNULL_END
NSCondition實(shí)現(xiàn)了NSLocking協(xié)議，所以NSCondition同樣具有鎖的功能，與NSLock一樣可以獲取鎖與釋放鎖的操作。了解了NSCondition基本方法，就可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)者消費(fèi)者問(wèn)題了:
@interface Account: NSObject
@property (nonatomic, strong) NSString *accountNumber;
@property (nonatomic, assign) double balance;
@property (nonatomic, strong) NSCondition *condition;
@property (nonatomic, assign) BOOL haveMoney;
- (void)deposite:(id)money;
- (void)draw:(id)money;
@end
@implementation Account
@synthesize accountNumber = _accountNumber;
@synthesize balance = _balance;
@synthesize condition = _condition;
@synthesize haveMoney = _haveMoney;
//NSCondition的getter，用于創(chuàng)建NSCondition對(duì)象
- (NSCondition*)condition
{
if (_condition == nil)
{
_condition = [[NSCondition alloc] init];
}
return _condition;
}
- (void)draw:(id)money
{
//設(shè)置消費(fèi)者取錢20次
int count = 0;
while (count < 20)
{
//首先使用condition上鎖，如果其他線程已經(jīng)上鎖則阻塞
[self.condition lock];
//判斷是否有錢
if (self.haveMoney)
{
//有錢則進(jìn)行取錢的操作，并設(shè)置haveMoney為NO
self.balance -= [money doubleValue];
self.haveMoney = NO;
count += 1;
NSLog(@"%@ draw money %lf %lf", [[NSThread currentThread] name], [money doubleValue], self.balance);
//取錢操作完成后喚醒其他在次condition上等待的線程
[self.condition broadcast];
}
else
{
//如果沒(méi)有錢則在次condition上等待，并阻塞
[self.condition wait];
//如果阻塞的線程被喚醒后會(huì)繼續(xù)執(zhí)行代碼
NSLog(@"%@ wake up", [[NSThread currentThread] name]);
}
//釋放鎖
[self.condition unlock];
}
}
- (void)deposite:(id)money
{
//創(chuàng)建了三個(gè)取錢線程，每個(gè)取錢20次，則存錢60次
int count = 0;
while (count < 60)
{
//上鎖，如果其他線程上鎖了則阻塞
[self.condition lock];
//判斷如果沒(méi)有錢則進(jìn)行存錢操作
if (!self.haveMoney)
{
//進(jìn)行存錢操作，并設(shè)置haveMoney為YES
self.balance += [money doubleValue];
self.haveMoney = YES;
count += 1;
NSLog(@"Deposite money %lf %lf", [money doubleValue], self.balance);
//喚醒其他所有在condition上等待的線程
[self.condition broadcast];
}
else
{
//如果有錢則等待
[self.condition wait];
NSLog(@"Deposite Thread wake up");
}
//釋放鎖
[self.condition unlock];
}
}
@end
- (void)viewWillAppear:(BOOL)animate
{
[super viewWillAppear:YES];
Account *account = [[Account alloc] init];
account.accountNumber = @"1603121434";
account.balance = 0;
//消費(fèi)者線程1，每次取1000元
NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:account selector:@selector(draw:) object:@(1000)];
[thread setName:@"consumer1"];
//消費(fèi)者線程2，每次取1000元
NSThread *thread2 = [[NSThread alloc] initWithTarget:account selector:@selector(draw:) object:@(1000)];
[thread2 setName:@"consumer2"];
//消費(fèi)者線程3，每次取1000元
NSThread *thread3 = [[NSThread alloc] initWithTarget:account selector:@selector(draw:) object:@(1000)];
[thread3 setName:@"consumer3"];
//生產(chǎn)者線程，每次存1000元
NSThread *thread4 = [[NSThread alloc] initWithTarget:account selector:@selector(deposite:) object:@(1000)];
[thread4 setName:@"productor"];
[thread start];
[thread2 start];
[thread3 start];
[thread4 start];
}
上面這個(gè)栗子也比較簡(jiǎn)單，關(guān)于NSCondition需要注意的就是它的wait方法，在執(zhí)行wait方法前按照邏輯當(dāng)然是要先獲取鎖，避免競(jìng)爭(zhēng)條件，執(zhí)行wait方法后會(huì)阻塞當(dāng)前線程，直到其他線程調(diào)用這個(gè)condition來(lái)喚醒被阻塞的線程，被阻塞的線程喚醒后進(jìn)入就緒態(tài)，當(dāng)被調(diào)度執(zhí)行后會(huì)重新獲取鎖并在wait方法下一行代碼繼續(xù)執(zhí)行。還有一個(gè)要注意的地方就是是否有錢的haveMoney這個(gè)flag，這個(gè)flag存在的意義就是，當(dāng)線程被喚醒后進(jìn)入就緒態(tài)，接下來(lái)系統(tǒng)線程調(diào)度具體調(diào)度哪個(gè)線程來(lái)執(zhí)行開(kāi)發(fā)者是不知道的，也就是說(shuō)我們無(wú)法預(yù)知接下來(lái)執(zhí)行的是生產(chǎn)者還是消費(fèi)者，為了避免錯(cuò)誤，加一個(gè)flag用于判斷。
上面代碼的寫(xiě)法是按照蘋(píng)果官方文檔的順序?qū)懙模嚓P(guān)于NSCondition可查閱官方文檔:Apple NSCondition
備注
由于作者水平有限，難免出現(xiàn)紕漏，如有問(wèn)題還請(qǐng)不吝賜教。
