iOS多线程技术的深度探究五: 多线程技术(买票综合训练)

本文深入探讨了iOS开发中的并发编程技术,包括多线程应用中的资源管理、线程安全、同步锁的使用以及不同并发模型的比较,如NSOperation、GCD和NSThread。重点介绍了如何有效地在iOS应用中进行并发处理,提高应用性能。

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文件一:ViewController.m
#import "ViewController.h"
#import "Ticket.h"
@interface ViewController ()
{
    UITextView *textView;
    NSOperationQueue *myQueue;
}
@end


@implementation ViewController


- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    //建立多行文本框
    textView = [[UITextView alloc] initWithFrame:self.view.bounds];
    textView.editable = NO;//不可编辑
    [self.view addSubview:textView];
    
//    for (int i = 0; i<50; i++) {
//        [self appendContent:@"xxxx"];
//    }
    //预设有50张票
    [Ticket sharedTicket].tickets = 100;
    //实例化operation队列
    myQueue = [[NSOperationQueue alloc] init];
    //开始买票
//    [self gcdSales];
    [self threadSales];
}


#pragma mark - 追加多行文本框内容
- (void)appendContent:(NSString *)text
{
    //1、取出textView中的当前文本内容
    NSMutableString *str = [NSMutableString stringWithString:textView.text];
    
    //2、将text追加到textView中的末尾
    [str appendFormat:@"%@\n",text];
    
    //3、使用追加后的文本替换textView中的内容
    textView.text = str;
    
    //4、将textView滚到最底部,保证能及时看到追加的内容
    [textView scrollRangeToVisible:NSMakeRange(str.length-1, 1)];
}


#pragma mark - NSThread买票
- (void)threadSaleTicketWithName:(NSString *)name
{
    //使用NSThread时,线程调用的方法一定要使用@autoreleasepool(自动释放池)
    @autoreleasepool {
        while (YES) {
            //同步锁@synchronized要锁的范围,对被抢夺资源的读取和修改部分
            @synchronized(self)
            {
                //判断是否有票
                if ([Ticket sharedTicket].tickets>0) {
                    [Ticket sharedTicket].tickets--;
                    NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"剩余票数:%02li,线程名称:%@",(long)[Ticket sharedTicket].tickets,name];
                    
                    //提示:在涉及到抢夺资源的内容定义方面的操作时,千万不要跨线程处理
                    //更新UI
                    [self performSelectorOnMainThread:@selector(appendContent:) withObject:str waitUntilDone:YES];
                }
                else
                {
                    break;
                }
            }
            //模拟线程休眠
            if ([name isEqualToString:@"NSThread-1"]) {
                [NSThread sleepForTimeInterval:1.0f];
            }
            else
            {
                [NSThread sleepForTimeInterval:0.1f];
            }
        }
    }
}
- (void)threadSales
{
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(threadSaleTicketWithName:) toTarget:self withObject:@"NSThread-1"];
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(threadSaleTicketWithName:) toTarget:self withObject:@"NSThread-2"];
}
#pragma mark - Operation买票
- (void)operationSaleTicketWithName:(NSString *)name
{
    while (YES) {
        //同步锁@synchronized要锁的范围,对被抢夺资源的读取和修改部分
        @synchronized(self)
        {
            //判断是否有票
            if ([Ticket sharedTicket].tickets>0) {
                [Ticket sharedTicket].tickets--;
                NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"剩余票数:%02li,线程名称:%@",(long)[Ticket sharedTicket].tickets,name];
                //提示:在涉及到抢夺资源的内容定义方面的操作时,千万不要跨线程处理
                //更新UI
                [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
                    [self appendContent:str];
                }];
            }
            else
            {
                [[NSOperationQueue mainQueue] addOperationWithBlock:^{
                    UIAlertView *alertView = [[UIAlertView alloc] initWithTitle:@"提示信息:" message:@"多线程任务完成了!" delegate:self cancelButtonTitle:@"取消" otherButtonTitles:@"确定", nil];
                    [alertView show];
                }];
                break;
            }
        }
        //模拟线程休眠
        if ([name isEqualToString:@"op-1"]) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:0.6f];
        }
        else
        {
            [NSThread sleepForTimeInterval:0.4f];
        }
    }
}
- (void)operationSales
{
    //提示:NSOperation中没有群组通知任务完成功能
    //两个线程买票
    [myQueue setMaxConcurrentOperationCount:2];
    [myQueue addOperationWithBlock:^{
        [self operationSaleTicketWithName:@"op-1"];
    }];
    [myQueue addOperationWithBlock:^{
        [self operationSaleTicketWithName:@"op-2"];
    }];
    [myQueue addOperationWithBlock:^{
        [self operationSaleTicketWithName:@"op-2"];
    }];
}


#pragma mark - GCD买票
- (void)gcdSaleTicketWithName:(NSString *)name
{
    while (YES) {
        //同步锁@synchronized要锁的范围,对被抢夺资源的读取和修改部分
        @synchronized(self){
            //判断是否有票
            if ([Ticket sharedTicket].tickets>0) {
                [Ticket sharedTicket].tickets--;
                //提示内容
                NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"剩余票数:%02li,线程名称:%@",(long)[Ticket sharedTicket].tickets,name];
                //提示:在涉及到抢夺资源的内容定义方面的操作时,千万不要跨线程处理
                //更新界面
                dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
                    [self appendContent:str];
                });
            }
            else
            {
                break;
            }
        }
        //模拟线程休眠
        if ([name isEqualToString:@"gcd-1"]) {
            [NSThread sleepForTimeInterval:1.0f];
        }
        else {
            [NSThread sleepForTimeInterval:0.2f];
        }
    }
}
- (void)gcdSales
{
    //1.创建全局队列
    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
    //2.创建两个异步任务分别买票
//    dispatch_async(queue, ^{
//        [self gcdSaleTicketWithName:@"gcd-1"];
//    });
//    dispatch_async(queue, ^{
//        [self gcdSaleTicketWithName:@"gcd-2"];
//    });
    //3.GCD中可以将一组相关联的操作,定义到一个群组中
    //定义到群组之后,当所有线程执行完之后,可以获得通知
    
    //1>定义群组
    dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
    //2>定义群组的异步任务
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        [self gcdSaleTicketWithName:@"gcd-1"];
    });
    dispatch_group_async(group, queue, ^{
        [self gcdSaleTicketWithName:@"gcd-2"];
    });
    //3>群组任务完成通知
    dispatch_group_notify(group, queue, ^{
        UIAlertView *alertView = [[UIAlertView alloc] initWithTitle:@"提示信息:" message:@"多线程任务完成了!" delegate:self cancelButtonTitle:@"取消" otherButtonTitles:@"确定", nil];
        [alertView show];
    });
}
- (void)didReceiveMemoryWarning {
    [super didReceiveMemoryWarning];
    // Dispose of any resources that can be recreated.
}


@end




文件二:Ticket.h
#import <Foundation/Foundation.h>


@interface Ticket : NSObject
//票数
//在多线程应用中,所有被抢夺资源的属性,需要设置为原子属性
//系统会在多线程抢夺时,保证有且只有一个线程能够访问
//注意使用atomic属性,会降低系统性能,在开发多线程应用时,尽量不要抢夺资源
//另外,atomic属性,必须与@synchronized(同步锁一起使用)
@property (atomic,assign)NSInteger tickets;


+ (Ticket *)sharedTicket;
@end




文件三:Ticket.m
/*
 实现单列模型需要做三件事
    1、使用全局静态变量,记录住第一个被实例化的对象
    static Ticket *ShardedInstance
    2、重写 allocWichZone方法,并使用dispatch_once_t 保证在多线程情况下,也只能实例化出来一个对象副本
    3、建立一个以shared开头的类方法实例化单列对象,对于其他类调用,同时不会引起歧义
 
 关于抢夺资源使用的注意事项
     在多线程应用中,所有被抢夺资源的属性,需要设置为原子属性
     系统会在多线程抢夺时,保证有且只有一个线程能够访问
     注意使用atomic属性,会降低系统性能,在开发多线程应用时,尽量不要抢夺资源
     另外,atomic属性,必须与@synchronized(同步锁一起使用)
 */
#import "Ticket.h"
static Ticket *SharedInstance;


@implementation Ticket


    //使用内存地址实例化对象,所有实例化方法最终都会调用这个方法
    //要实例化出来唯一的对象,需要一个变量来记录住第一个实例化出来的对象
+ (id)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    //解决多线程中,同样只能实例化出来一个对象副本
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        SharedInstance = [super allocWithZone:zone];
    });
//    if (ShardedInstance == nil) {
//        ShardedInstance = [super allocWithZone:zone];
//    }
    return SharedInstance;
}


//建立一个单列类方法,便于其他类调用
+ (Ticket *)sharedTicket
{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        SharedInstance = [[Ticket alloc] init];
    });
    return SharedInstance;
}
@end
内容概要:本文档详细介绍了一个基于MATLAB实现的跨尺度注意力机制(CSA)结合Transformer编码器的多变量时间序列预测项目。项目旨在精准捕捉多尺度时间序列特征,提升多变量时间序列的预测性能,降低模型计算复杂度与训练时间,增强模型的解释性和可视化能力。通过跨尺度注意力机制,模型可以同时捕获局部细节和全局趋势,显著提升预测精度和泛化能力。文档还探讨了项目面临的挑战,如多尺度特征融合、多变量复杂依赖关系、计算资源瓶颈等问题,并提出了相应的解决方案。此外,项目模型架构包括跨尺度注意力机制模块、Transformer编码器层和输出预测层,文档最后提供了部分MATLAB代码示例。 适合人群:具备一定编程基础,尤其是熟悉MATLAB和深度学习的科研人员、工程师和研究生。 使用场景及目标:①需要处理多变量、多尺度时间序列数据的研究和应用场景,如金融市场分析、气象预测、工业设备监控、交通流量预测等;②希望深入了解跨尺度注意力机制和Transformer编码器在时间序列预测中的应用;③希望通过MATLAB实现高效的多变量时间序列预测模型,提升预测精度和模型解释性。 其他说明:此项目不仅提供了一种新的技术路径来处理复杂的时间序列数据,还推动了多领域多变量时间序列应用的创新。文档中的代码示例和详细的模型描述有助于读者快速理解和复现该项目,促进学术和技术交流。建议读者在实践中结合自己的数据集进行调试和优化,以达到最佳的预测效果。
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