深入浅出iOS多线程(二)——pthraed和NSThread的使用

深入浅出iOS多线程(一)——线程的概念
 深入浅出iOS多线程(二)——pthraed和NSThread的使用
 深入浅出iOS多线程(三)——GCD多线程
 深入浅出iOS多线程(四)——NSOperation多线程
 深入浅出iOS多线程(五)——多线程锁

pthread

pthread简介

pthread 是属于 POSIX 多线程开发框架，POSIX表示可移植操作系统接口（Portable Operating System Interface of UNIX，缩写为 POSIX ），如果想学习这套API，在网上是可以找到相关的资料等，由于在iOS中有NSThrad，如果不考虑移植性，那么在iOS开发中基本上不回去使用，所以只是了解，pthread是多线程的一种技术实现。

iOS中的pthread

在iOS中需要导入头文件pthread.h才能够使用pthrad的Api

#import <pthread.h>

pthraed的特点

一套通用的多线程API
跨平台可移植
使用难度比较大
基于C语言的开发

pthread的简单使用

/**
 参数:
 1.指向线程标示的指针
 2.线程的属性
 3.指向函数的指针
 4.传递给该函数的参数
 
 返回值
 - 如果是0,标示正确
 - 如果非0,标示错误代码
 
 void *   (*)      (void *)
 返回值   (函数指针)  (参数)
 void *  和OC中的  id 是等价的!
 
 */
    
pthread_t pthreadId ;
    
NSString *str = @"敲代码";
    
int result = pthread_create(&pthreadId, 
                                  NULL, 
                                &doing, 
                 (__bridge void *)(str)
                           );
    
if(result == 0){
    NSLog(@"开启成功");
}else{
    NSLog(@"开启失败");
}


void * doing(void * param){
    
    NSLog(@"%@,%@",[NSThread currentThread],param);
    return NULL;
}

NSThread

iOS的多线程NSThread简介

NSThread是苹果官方提供面向对象操作线程的技术，简单方便，可以直接操作对象，需要手动控制线程的生命周期，平时iOS开发较少使用，使用最多的是获取当前线程

NSThread特点

面向对象的多线程编程
简单易用，可直接操作线程对象
需要手动管理线程的生命周期

NSThread的详细使用介绍

如何开启NSThread线程

NSThread初始化API

//初始化的API
- (instancetype)initWithTarget:(id)target selector:(SEL)selector object:(nullable id)argument 
- (instancetype)initWithBlock:(void (^)(void))block 

//类对象方法
+ (void)detachNewThreadWithBlock:(void (^)(void))block 
+ (void)detachNewThreadSelector:(SEL)selector toTarget:(id)target withObject:(nullable id)argument;

上述实例方法以及类对象方法，一样都是创建一个新的线程，不一样的是，类对象方法不需要创建完成以后调用start方法，而alloc创建的线程需要手动start开启。

NSThread代码实现

//方法一：
NSThread *thread = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(demo1Doing:) object:@"hello"];
[thread start];
    
//方法二：
NSThread *thread1 = [[NSThread alloc]initWithBlock:^{
    NSLog(@"%s",__func__);
}];
[thread1 start];
    
//方法三：
[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(demo1Doing:) toTarget:self withObject:@"hello"];
    
//方法四
[NSThread detachNewThreadWithBlock:^{
    NSLog(@"%s",__func__);
}];

NSThread主线程的API和获取主线程

判断是否是主线程，获取主线程

+ (NSThread *)mainThread; // 获得主线程
- (BOOL)isMainThread; // 是否为主线程
+ (BOOL)isMainThread; // 是否为主线程

获取当前线程

NSThread *current = [NSThread currentThread];

设置和获取线程的名字

- (void)setName:(NSString *)n;
- (NSString *)name;

其他创建线程的方式

自启动线程

[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(demo1Doing:) toTarget:self withObject:@"hello"];
    
[NSThread detachNewThreadWithBlock:^{
    NSLog(@"%s",__func__);
}];

隐式创建并启动线程

- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait modes:(nullable NSArray<NSString *> *)array;
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait modes:(nullable NSArray<NSString *> *)array;
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
- (void)performSelectorInBackground:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg;

总结

上述两种创建线程方式的优缺点：

优点：简单快捷
缺点：无法对线程进行更详细的设置和管理

控制线程状态

启动线程

// 进入就绪状态 -> 运行状态。当线程任务执行完毕，自动进入死亡状态
- (void)start;

阻塞线程

//进入阻塞线程状态  休眠
+ (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;
+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;

强制停止线程
```
//进入死亡状态
+ (void)exit;
```

线程的优先级

线程的优先级API

+ (double)threadPriority;
+ (BOOL)setThreadPriority:(double)p;

优先级设置
- Priorit的值 0.0～1.0之间
- 优先级只能保证CPU调度的可能性会高，归根究底你还是无法控制多线程的顺序，如果就靠优先级，来误认为控制多线程额顺序是不严谨的。
  - 多线程的目的：是不阻塞UI线程
  - 建议不要修改优先级
  - 多线程开发中不能相信一次的运行结果
  - 优先级翻转，优先级低的任务太耗时放到最后面，然后后面排的任务比较多，优先级高的任务被堵死了

多线程的安全隐患问题

安全隐患？

资源共享
- 一块资源可能会被多个线程共享，也就是说多个线程可能会访问同一块资源
- 例如：多个线程同时访问修改同一个变量、同一个文件、同一个对象
数据错乱
- 同一个线程修改一个数据，不同线程不同的运行结束时间，有可能得到不一样结果

安全隐患问题分析

ThreadA去访问一块内容中的integer数据，得到数据17，17+1 = 18写入内存
ThreadB也在同一时间访问了integer数据，得到数据17，17+1 = 18写入内存
结果非常有意思的是+1了两次应该是19才对，最终结果是18，这就是多线程的安全隐患问题，如下图所示

安全隐患.png

如何解决多线程的安全隐患(线程锁)

互斥锁

当ThreadA去访问一块内容中的integer数据的时候，首先上一把锁lock得到数据17，17+1 = 18写入内存,最后在unlock
ThreadB也在同一时间访问了integer数据：
- 由于ThreadA已经在数据上面加了锁lock，所以必须等到ThreadA完成以后才能去访问这个数据
- ThreadA完成，访问integer数据时，时候lock然后在获取数据18，18+1 = 19写入内存，最后在unlock
```
//互斥锁
@synchronized (self) {
}
``  
```
- @synchronized的参数：
  - 任意OC对象都可以加锁
  - 加锁一定要加锁共有的对象，一般用self
互斥锁的优缺点：
- 优点：能有效防止因多线程抢夺资源造成的数据安全问题
- 缺点：需要消耗大量的CPU资源
互斥锁的使用前提
- 多条线程抢夺同一块资源
线程同步
- 线程同步的意思就是：多条线程同一条线上工作(按顺序地执行任务)
- 互斥锁，就使用了线程同步技术

互斥锁需要注意的地方

保证代码内的代码，同一时间，只有一条线程执行
互斥锁的范围应该尽量小，范围大了，效率就差
结果本身是一个多线程开发，最后结果变成了同步去执行，互斥锁，也就是同步线程技术，如下图所示：

互斥锁.png

如何解决多线程的安全隐患(原子与非原子对象)

nonatomic 非原子属性

不会为setter方法加锁
非原子属性，因为atomic所有对这个对象的操作之前会加锁，所以会很耗费资源，在没有安全隐患的问题上在加锁，是不必要的

atomic 原子属性

为setter方法加锁(默认是atomic)
原子属性，保证这个属性的安全性(线程安全)，多线程写入这个对象的时候，保证同一时间只有一个线程能够执行！
- 模拟一个atomic原子属性
```
//模拟原子属性
- (void)setMyAtomic:(NSObject *)myAtomic{
    @synchronized (self) {
        _myAtomic = myAtomic;
    }
}
```
- 实际上，原子属性内部有一个锁，自旋锁：
- 自旋锁和互斥锁不一样的地方
  - 共同点：都能够保证线程的安全
  - 不同点：互斥锁：如果线程被锁到外面，线程就会进入休眠状态，等待锁打开，打开之后被唤醒；自旋锁：如果线程被锁在外面，就会用死循环的方式，一直等待锁打开。
- 无论什么锁，都会消耗新能，效率不高
- 线程安全
- 在多个线程进行读写操作时，仍然保证数据正确
UI线程
- 共同的约定，所有更新UI的操作都放在主线程执行
- 因为UIKit 框架都是线程不安全的(因为线程安全效率低下)
nonatomic和atomic对比
- atomic：线程安全，需要消耗大量的资源
- nonatomic：非线程安全，适合内存小的移动设备
iOS开发使用nonatomic和atomic
- 所有属性都应声明nonatomic
- 尽量避免多线程抢夺同一块资源
- 尽量将加锁、资源抢夺的业务逻辑交给服务器处理，减小移动客户端的压力

注意一个小细节

OC中：定义一个属性，通常会生成成员变量，如果同时重写了getter、setter那么成员变量就不会自动生成
- 如果想要同时重写了getter、setter，那么就直接使用 @synthesize myAtomic = _myAtomic;

NSThread自定义

在NSThread的有init初始化方法：

//用alloc init 适用于自定义NSThread (子类)
NSThread * t = [[NSThread alloc]init];
需要创建一个新的子类继承NSThread方法，然后重写main方法

多线程下载网络图片

-(void)loadView{
}

如果重新了上述方法，SB和XIB都无效

代码如下：

#import "ViewController.h"

@interface ViewController ()<UIScrollViewDelegate>
@property(nonatomic,strong)UIScrollView * scrollView;
@property(nonatomic,weak) UIImageView * imageView;
@property(nonatomic,strong) UIImage * image;
@end

@implementation ViewController


/**
 加载视图结构的,纯代码开发
 功能 SB&XIB 是一样
 如果重写了这个方法,SB和XIB 都无效
 */
-(void)loadView{
    //搭建界面
    self.scrollView = [[UIScrollView alloc]initWithFrame:[UIScreen mainScreen].bounds];
    self.view = self.scrollView;
    //MARK:- 设置缩放属性
    self.scrollView.delegate = self;
    self.scrollView.minimumZoomScale = 0.1;
    self.scrollView.maximumZoomScale = 2.0;
    
    
    //imageView
    UIImageView * iv = [[UIImageView alloc]init];
    //会调用View的getter方法. loadView方法在执行的过程中!如果self.view == nil,会自动调用loadView加载!
    [self.view addSubview:iv];
    self.imageView = iv;
}


- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view.

    NSThread * t1 = [[NSThread alloc]initWithTarget:self selector:@selector(downloadImage) object:nil];
    [t1 start];
    

}

//MARK: - 下载图片
-(void)downloadImage{
    
    NSLog(@"%@",[NSThread currentThread]);
    
    //NSURL -> 统一资源定位符,每一个URL 对应一个网络资源!
    NSURL * url = [NSURL URLWithString:@"https://images.unsplash.com/photo-1496840220025-4cbde0b9df65?ixlib=rb-1.2.1&ixid=eyJhcHBfaWQiOjEyMDd9&auto=format&fit=crop&w=2734&q=80"];
    
    //下载图片(在网络上传输的所有数据都是二进制!!)
    //为什么是二进制:因为物理层!!是网线!!网线里面是电流!!电流有高低电频!!高低电频表示二进制!!!
    NSData * data = [NSData dataWithContentsOfURL:url];
    
    //将二进制数据转成图片并且设置图片
    //提示:不是所有的更新UI在后台线程支持都会有问题!!!
    //重点提示:不要去尝试在后台线程更新UI!!!出了问题是非常诡异的!!
    //    self.image = [UIImage imageWithData:data];
    
    //在UI线程去更新UI
    /**
     * 1.SEL:在主线程执行的方法
     * 2.传递给方法的参数
     * 3.让当前线程等待 (注意点!! 如果当前线程是主线程!哥么YES没有用!!)
     */
    // 线程间通讯
    [self performSelectorOnMainThread:@selector(setImage:) withObject:[UIImage imageWithData:data] waitUntilDone:NO];
    
    
    
}


//这种写法 省略一个 _image ,主要原因是因为image 保存在了imageView里面了!
-(UIImage *)image{
    return self.imageView.image;
}


-(void)setImage:(UIImage *)image{
    NSLog(@"更新 UI 在====%@",[NSThread currentThread]);
    //直接将图片设置到控件上
    self.imageView.image = image;
    //让imageView和image一样大
    [self.imageView sizeToFit];
    //指定ScrollView 的contentSize
    self.scrollView.contentSize = image.size;
    
    NSLog(@"\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n%@",self.image);
}

#pragma mark - <scrollView代理>
//告诉 ScrollView 缩放哪个View
-(UIView *)viewForZoomingInScrollView:(UIScrollView *)scrollView{
    return self.imageView;
}

/**
 * transform 矩阵
 *  CGFloat a(缩放比例), b, c, d(缩放比例);  共同决定角度!
 *  CGFloat tx(x方向位移), ty(y方向的位移);
 
 *
 */
-(void)scrollViewDidZoom:(UIScrollView *)scrollView
{
    NSLog(@"%@",NSStringFromCGAffineTransform(self.imageView.transform));
}

@end

提示:不是所有的更新UI在后台线程支持都会有问题!!!
重点提示:不要去尝试在后台线程更新UI!!!出了问题是非常诡异的!!

在UI线程去更新UI

 /**
 * 1.SEL:在主线程执行的方法
 * 2.传递给方法的参数
 * 3.是否让当前线程等待 (注意点!! 如果当前线程是主线程!YES没有用!!)
 * NO当前线程不需要等待@selector(setImage:)执行完成，YES当前线程需要等待@selector(setImage:)执行完成
 */
 // 线程间通讯
[self performSelectorOnMainThread:@selector(setImage:) withObject:[UIImage imageWithData:data] waitUntilDone:NO];

线程间的通信

@interface NSObject (NSThreadPerformAdditions)
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait modes:(nullable NSArray<NSString *> *)array;
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait modes:(nullable NSArray<NSString *> *)array;
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
- (void)performSelectorInBackground:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg;
@end

NSPort实现线程通信