iOS线程关键资源加锁

本文详细介绍了如何在Objective-C中利用线程和条件变量实现并发操作,通过实例展示了如何创建和管理两个并发线程,并在特定条件下进行同步。此教程适合希望深入了解Objective-C并发编程的开发者。

新建一个view-based application,

viewcontroller.h的代码如下:

#import <UIKit/UIKit.h>

@interface tConditionViewController : UIViewController {
int tickets;
NSThread *t1;
NSThread *t2;
NSCondition *tc;
}
-(void)doSomething:(id)tname;
@end

viewcontroller.m的代码如下:

#import "tConditionViewController.h"

@implementation tConditionViewController
-(void)doSomething:(id)tname
{
NSString *name = (NSString *)tname;
while (TRUE) {
NSLog(@"in thread %@", name);
[NSThread sleepForTimeInterval:1];
[tc lock];
NSLog(@"kkkk");
[tc unlock];
}
}
- (void)dealloc
{
[super dealloc];
}

- (void)didReceiveMemoryWarning
{
// Releases the view if it doesn't have a superview.
[super didReceiveMemoryWarning];

// Release any cached data, images, etc that aren't in use.
}

#pragma mark - View lifecycle


// Implement viewDidLoad to do additional setup after loading the view, typically from a nib.
- (void)viewDidLoad
{
tc = [[NSCondition alloc] init];
t1 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(doSomething:) object:@"1"];
[t1 start];
t2 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(doSomething:) object:@"2"];
[t2 start];
[super viewDidLoad];
}


- (void)viewDidUnload
{
[super viewDidUnload];
// Release any retained subviews of the main view.
// e.g. self.myOutlet = nil;
}

- (BOOL)shouldAutorotateToInterfaceOrientation:(UIInterfaceOrientation)interfaceOrientation
{
// Return YES for supported orientations
return (interfaceOrientation == UIInterfaceOrientationPortrait);
}

@end

iOS 开发中,多线程编程是提升应用性能和用户体验的关键技术之一。iOS 提供了多种多线程实现方式,开发者可以根据需求选择合适的方案来管理并发任务。 ### 多线程基础概念 在操作系统层面,**进程**是程序的一次执行过程,每个进程都有独立的内存空间[^1]。而**线程**则是进程中执行运算的最小单位,一个进程可以包含多个线程,它们共享进程的资源。与进程相比,线程之间的切换开销更小,通信也更方便。 **RunLoop** 是 iOS 中用于处理事件循环的机制,每个线程都有一个与之关联的 RunLoop,它负责监听和处理输入源(如定时器、网络请求等)。 ### 多线程原理与生命周期 多线程的核心在于利用 CPU 的时间片轮转机制,在多个线程之间快速切换,从而实现“同时”运行多个任务的效果。线程从创建到销毁会经历以下几个状态: - **新建(New)**:线程被创建但尚未启动。 - **就绪(Runnable)**:线程已准备好运行,等待 CPU 调度。 - **运行(Running)**:线程正在执行代码。 - **阻塞(Blocked)**:线程因等待某些资源(如锁、I/O 操作)而暂停执行。 - **终止(Dead)**:线程完成执行或异常退出。 ### 实现多线程的方案 iOS 提供了多种多线程实现方式,主要包括: 1. **NSThread**:基于 Objective-C 的轻量级线程封装,适合直接操作线程。 2. **GCD(Grand Central Dispatch)**:苹果推出的高性能并发框架,通过队列管理和调度任务,推荐使用[^1]。 3. **NSOperation / NSOperationQueue**:更高层次的抽象,支持依赖关系、取消操作等功能,构建于 GCD 之上。 #### 示例:使用 GCD 异步执行任务 ```objective-c dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0); dispatch_async(queue, ^{ // 执行耗时操作 NSLog(@"Task is running on background thread"); dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{ // 回到主线程更新 UI NSLog(@"Update UI on main thread"); }); }); ``` ### 线程安全问题 当多个线程访问共享资源时,可能会引发数据竞争、死锁等问题。为了解决这些问题,常见的解决方案包括: - **互斥锁(Mutex)**:确保同一时刻只有一个线程可以访问共享资源。 - **自旋锁(Spinlock)**:适用于短时间等待的情况,线程不会进入休眠而是持续检查锁是否释放。 - **原子操作(Atomic Operations)**:对变量进行不可中断的操作,保证读写一致性。 - **串行队列(Serial Queue)**:通过 GCD 创建串行队列,依次执行任务以避免并发冲突。 ### 最佳实践 - 避免在主线程执行耗时操作,防止 UI 卡顿。 - 合理使用 GCD 和 OperationQueue 来组织异步任务。 - 对共享资源加锁时注意粒度,避免过度同步影响性能。 - 使用 `@synchronized` 或 `NSLock` 等机制保护关键代码段。 - 在设计并发结构时考虑任务间的依赖关系和优先级。 ---
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