iOS多线程之NSThread

NSThread是官方提供的一套面向对象的轻量级多线程开发技术。使用较为简单，不需要过多地操作线程的行为配置，但是仍然需要开发者自己处理线程的生命周期。相比于C语言中的pthread相关接口，NSThread易用性更强。

一、NSThread开启新线程的方式

1、构造器方式

NSThread中提供了如下两个类方法：

+ (void)detachNewThreadWithBlock:(void (^)(void))block)

+ (void)detachNewThreadSelector:(SEL)selector toTarget:(id)target withObject:(nullable id)argument

两个方法作用类似，都是自动开启新线程，执行任务。

2、初始化方式

通过手动调用初始化方法，可以获取到线程对象，从而更方便地对线程进行配置以及获取线程信息。示例如下：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view.
    
    NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);
    
    NSThread *thread1 = [[NSThread alloc] initWithBlock:^{
        NSLog(@"1_%@", [NSThread currentThread]);
    }];
    [thread1 start];
    
    
    NSThread *thread2 = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(test) object:nil];
    [thread2 start];
}

- (void)test {
    NSLog(@"2_%@", [NSThread currentThread]);
}

运行代码，控制台输出如下：

2021-12-23 14:12:11.726978+0800 MyProject[38641:550626] <_NSMainThread: 0x6000039c8080>{number = 1, name = main}
2021-12-23 14:12:11.727314+0800 MyProject[38641:550803] 1_<NSThread: 0x600003983500>{number = 7, name = (null)}
2021-12-23 14:12:11.727395+0800 MyProject[38641:550804] 2_<NSThread: 0x600003983340>{number = 8, name = (null)}

需要注意的是，初始化方式创建线程，需要调用start方法来启动线程任务。

3、自定义线程

通过继承NSThread可以创建自定义的线程，自定义线程通过内部main函数设定要执行的任务。示例如下：

#import "MyThread.h"
@implementation MyThread

- (void)main {
    NSLog(@"自定义线程:%@", [NSThread currentThread]);
}

@end

自定义线程的使用方法如下：

MyThread *thread = [[MyThread alloc] init];
[thread start];

4、performSelector

只要是NSObject的子类或实例都可以通过调用方法进入子线程和主线程，其实这些方法开辟的子线程，也是NSThread的一种体现方式。常用方法如下：

// 当前线程，延时1s执行
[self performSelector:@selector(text) withObject:nil afterDelay:1];

该方法也响应了Objective-C的动态性：延时到运行时才绑定方法。需要注意的是，带afterDelay的延时函数，会在内部创建一个NSTimer，然后添加到当前线程的runloop中。如果当前线程没有开启Runloop，则方法会失效，例如：

dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    [self performSelector:@selector(test) withObject:nil afterDelay:0];
});

这里test方法是不会执行的，因为
- (void)performSelector:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)anArgument afterDelay:(NSTimeInterval)delay
这个方法要创建提交任务到runloop上，而GCD底层创建的线程是默认不开启对应的runloop的，所以test不会执行。
如果将dispatch_get_global_queue改为主队列，由于主队列所在的主线程是默认开启runloop的，则回去执行test。如果将dispatch_async改为dispatch_sync，同步在当前线程执行，如果当前线程是主线程，则test可以执行。

// 回到主线程
// waitUntilDone YES - 立刻执行 NO - 等待当前Runloop空闲后执行
[self performSelectorOnMainThread:@selector(test) withObject:nil waitUntilDone:YES];

// 开辟子线程
[self performSelectorInBackground:@selector(test) withObject:nil];

// 在指定的线程中执行任务
// 任务执行依赖Runloop，所以线程Runloop必须开启
[self performSelector:@selector(test) onThread:[NSThread currentThread] withObject:nil waitUntilDone:YES];

二、相关属性与方法

1、获取线程信息的类方法、属性

// 获取当前线程NSThread对象
@property (class, readonly, strong) NSThread *currentThread;

// 获取主线程NSThread对象
@property (class, readonly, strong) NSThread *mainThread;

// 当前应用程序是否支持多线程
+ (BOOL)isMultiThreaded;

// 当前是否为主线程
@property (class, readonly) BOOL isMainThread;

// 获取当前线程的优先级
+ (double)threadPriority;

// 当前线程执行代码的堆栈地址
@property (class, readonly, copy) NSArray<NSNumber *> *callStackReturnAddresses;

// 当前线程执行代码的堆栈信息
@property (class, readonly, copy) NSArray<NSString *> *callStackSymbols;

2、控制线程行为的类方法

// 使当前线程休眠到指定时间
+ (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;

// 使当前线程休眠一定时间
+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;

// 结束当前线程
+ (void)exit;

// 设置当前线程的优先级
+ (BOOL)setThreadPriority:(double)p;

3、其他常用实例属性、方法

// 线程名称
@property (nullable, copy) NSString *name;

// 堆栈大小
@property NSUInteger stackSize;

// 是否为主线程
@property (readonly) BOOL isMainThread;

// 是否正在执行
@property (readonly, getter=isExecuting) BOOL executing;

// 是否执行完成
@property (readonly, getter=isFinished) BOOL finished;

// 是否已经取消
@property (readonly, getter=isCancelled) BOOL cancelled;

// 取消线程（线程不会立即停止执行，需要开发者根据cancelled属性做逻辑处理）
- (void)cancel;

// 启动线程
- (void)start;

// 线程主体，自定义的NSThread子类通过重写该方法来指定要执行的任务
- (void)main;

三、相关通知

系统定义了几个线程相关的通知，我们可以通过监听来关注多线程的运行状态，具体名称以及发送时机如下：

// 将进入多线程运行模式
FOUNDATION_EXPORT NSNotificationName const NSWillBecomeMultiThreadedNotification;
// 已经进入多线程运行模式
FOUNDATION_EXPORT NSNotificationName const NSDidBecomeSingleThreadedNotification;
// 某个线层结束
FOUNDATION_EXPORT NSNotificationName const NSThreadWillExitNotification;

四、NSThread+Runloop实现常驻线程

NSThread在实际开发中，比较常用到的场景就是实现常驻线程。
由于每次开辟子线程都会消耗CPU，所以频繁开启子线程会消耗大量CPU，而且创建的子线程都是任务执行后，就会被释放，不能再次利用。
常驻线程，就是一个使用完以后，不会释放，可以再次利用的线程。
使用NSThead+Runloop实现常驻线程，示例代码如下：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    [self performSelector:@selector(test) onThread:[self shareThread] withObject:nil waitUntilDone:NO];
}

- (void)test {
    NSLog(@"test:%@", [NSThread currentThread]);
}

// 创建一个NSThread单例
- (NSThread *)shareThread {
    static NSThread *shareThread = nil;
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        shareThread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(threadTest) object:nil];
        [shareThread setName:@"MyThread"];
        [shareThread start];
    });
    return shareThread;
}

- (void)threadTest {
    @autoreleasepool {
        NSRunLoop *runloop = [NSRunLoop currentRunLoop];
        [runloop addPort:[NSMachPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
        [runloop run];
    }
}