iOS进阶之多线程管理（GCD、RunLoop、pthread、

2017-03-03 本文已影响239人 RasonWu

深入理解RunLoop
iOS多线程--彻底学会多线程之『GCD』
iOS多线程--彻底学会多线程之『pthread、NSThread』
iOS多线程--彻底学会多线程之『NSOperation』
iOS多线程--彻底学会多线程之『RunLoop』

https://opensource.apple.com/source/CF/CF-855.17/CFRunLoop.c.auto.html
RunLoop源码，留着用。

看上面几位大神写的，应该也能非常清晰了。我再补充一些在RunLoop的实践。

RunLoop在主线程已经自动创建了RunLoop，而在子线程不会自动创建，调用[NSRunLoop currentRunLoop]会自动创建RunLoop，子线程中必须[[NSRunLoop currentRunLoop]run]或者runmode的方法，才会休眠等待输入源和定时源，不然的话，会直接往后执行。启动前内部必须要有至少一个 Timer/Source，不然run了runmode了也是没用的，照样会被忽略往后执行。注意事项知道后，正式进入我目前所了解的实践。

关于子线程模式切换的问题
我以为它会自动切换模式，实际上并不会。主线程的是系统自己控制的，如果srollview滑动就切换到交互模式，这个是主线程的runloop。如果是我们设置的，就是爱怎么玩这么玩，你自定义模式都成，反正都是要自己切换模式，不然就你指定什么模式，就是运行在什么模式。就是说你想在子线程实现交互模式，那么你自己就必须监听scrollview，如果动了，就退出当前runloop，再指定一个模式进去。后面内容如果有出入，以这个为准，暂时没有太多时间更新文章。
关于子线程不退出，并且你想切换模式，可以先理解清楚以下情况，这部分代码可以先跳过往后看基础部分。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    [self newThreadAndRunloop];
    // Do any additional setup after loading the view.
}
#pragma mark -  新建一个线程，执行完不会退出
- (void)newThreadAndRunloop{
    NSThread *thread = [[NSThread alloc]initWithTarget:[self class] selector:@selector(threadTest) object:nil];
    [thread start];
}
+ (void)stopRunloop{
    CFRunLoopStop(CFRunLoopGetCurrent());
}
+ (void)threadTest{
    @autoreleasepool{
        NSLog(@"进入线程");
        NSTimer *time = [NSTimer timerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(stopRunloop) userInfo:nil repeats:YES];
        NSRunLoop *theRL = [NSRunLoop currentRunLoop];
        [theRL addTimer:time forMode:NSDefaultRunLoopMode];
        
        while ([theRL runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:5.0]]) {
            NSLog(@"能不能给我睡5秒，不能，因为被timer那家伙给停掉了。");
        }
        NSLog(@"会执行到这里吗？不会");
    }
}

2018-05-30 10:22:39.305603+0800 RSIOSDemo[7242:40970378] 你好
2018-05-30 10:22:40.307157+0800 RSIOSDemo[7242:40970378] 能不能给我睡5秒，不能，因为被timer那家伙给停掉了。
2018-05-30 10:22:41.308589+0800 RSIOSDemo[7242:40970378] 能不能给我睡5秒，不能，因为被timer那家伙给停掉了。
2018-05-30 10:22:42.308616+0800 RSIOSDemo[7242:40970378] 能不能给我睡5秒，不能，因为被timer那家伙给停掉了。
2018-05-30 10:22:43.306990+0800 RSIOSDemo[7242:40970378] 能不能给我睡5秒，不能，因为被timer那家伙给停掉了。
2018-05-30 10:22:44.306842+0800 RSIOSDemo[7242:40970378] 能不能给我睡5秒，不能，因为被timer那家伙给停掉了。

基本上可以认为runmode就是状态

主线程是有两种状态UITrackingRunLoopMode滑动状态和kCFRunLoopDefaultMode空闲状态，其它可以忽略了。
子线程就可以认为就只有kCFRunLoopDefaultMode，在子线程加了也是无效的。
主线程可以添加到三种模式，UITrackingRunLoopMode和NSDefaultRunLoopMode和NSRunLoopCommonModes。
子线程可以认为只有一种模式，就是只能添加到NSDefaultRunLoopMode模式中，其它加了也是无效的。

[NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:3 target:self selector:@selector(test) userInfo:nil repeats:YES];
//上面这行就相当于下面两行，scheduledTimerWithTimeInterval是自动加入到RunLoop的kCFRunLoopDefaultMode的模式的，如果需要加到其它模式，那么要用timerWithTimeInterval的方式。
NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:3 target:self selector:@selector(test) userInfo:nil repeats:YES];
[[NSRunLoop currentRunLoop]addTimer:timer forMode:NSDefaultRunLoopMode];

下面说主线程的情况
NSTimer 添加到runloop的模式是NSDefaultRunLoopMode。也就是说，ScrollView滑动时，该定时器不会执行。不再滑动，会恢复执行。
NSTimer 添加到runloop的模式是UITrackingRunLoopMode。也就是说，只有ScrollView滑动时，该定时器才会执行。
NSTimer 添加到runloop的模式是NSRunLoopCommonModes。那么以上两种方式都会正常执行。
说说NSTimer 在子线程的情况
在子线程就只有一种情况，就是NSTimer 添加到runloop的模式是kCFRunLoopDefaultMode。也就是说，ScrollView滑动时，该定时器不会执行。不再滑动，会恢复执行。
关于[[NSRunLoop currentRunLoop]run];的调用
在主线程会无限循环不能调用，在.main中可以主动调用，估计是UIApplicationMain会在最后调用，所以不能另外加。
在子线程开启runloop，进入休眠，当然前提是先添加了Timer/Source。

关于[[NSRunLoop currentRunLoop]runMode:NSDefaultRunLoopMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];的调用

在主线程中无效
在子线程中，distantFuture无限休眠等待输入源和时间源，[NSDate dateWithTimeIntervalSinceNow:3]不会无限等待，对应定时器销毁或者超时都会往后执行。[NSPort port]应该也有对应失效的方法，不过暂时还没有找到。

下面说说[[NSRunLoop currentRunLoop]addPort:[NSPort port] forMode:NSRunLoopCommonModes];的情况

主线程来说，本来就有添加NSPort，只是多一个罢了。
子线程来说，一直等待，该线程perform可以唤醒，或者其它线程发送信息过来。

Paste_Image.png

CFRunLoopObserverRef可以监听的状态改变有以下几种：

typedef CF_OPTIONS(CFOptionFlags, CFRunLoopActivity) {
    kCFRunLoopEntry = (1UL << 0),               // 即将进入Loop：1
    kCFRunLoopBeforeTimers = (1UL << 1),        // 即将处理Timer：2    
    kCFRunLoopBeforeSources = (1UL << 2),       // 即将处理Source：4
    kCFRunLoopBeforeWaiting = (1UL << 5),       // 即将进入休眠：32
    kCFRunLoopAfterWaiting = (1UL << 6),        // 即将从休眠中唤醒：64
    kCFRunLoopExit = (1UL << 7),                // 即将从Loop中退出：128
    kCFRunLoopAllActivities = 0x0FFFFFFFU       // 监听全部状态改变  
};

CFRunLoopSourceRef是事件源（输入源）

第一种按照官方文档来分类（就像RunLoop模型图中那样）：
Port-Based Sources（基于端口）
Custom Input Sources（自定义）
Cocoa Perform Selector Sources
第二种按照函数调用栈来分类：
Source0 ：非基于Port
Source1：基于Port，通过内核和其他线程通信，接收、分发系统事件

Sources1，则是用来接收、分发系统事件，然后再分发到Sources0中处理的。

Paste_Image.png

observer是和NSTimer用法一样，但是并不会进入休眠。

/**
 * 第二个例子：用来展示CFRunLoopObserverRef使用
 */
- (void)showDemo2
{
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        _myThread = [NSThread currentThread];
        // 创建观察者
        CFRunLoopObserverRef observer = CFRunLoopObserverCreateWithHandler(CFAllocatorGetDefault(), kCFRunLoopAllActivities, YES, 0, ^(CFRunLoopObserverRef observer, CFRunLoopActivity activity) {
            NSLog(@"监听到RunLoop发生改变---%zd",activity);
        });
        
        // 添加观察者到当前RunLoop中
        CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetCurrent(), observer, kCFRunLoopDefaultMode);
        
        // 释放observer
        CFRelease(observer);
        
        //加入下面两行中的其中一行，canRun才能运行，不加下面这行，实际上NSRunLoop已经死亡，延误5秒再使用_myThread去执行方法只是为了验证这个_myThread是不是已经死亡。
//        [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:3 target:self selector:@selector(canRun) userInfo:nil repeats:YES];
//        [[NSRunLoop currentRunLoop]addPort:[NSPort port] forMode:NSDefaultRunLoopMode];
        [[NSRunLoop currentRunLoop]run];
    });
    // 延迟 5 秒执行：
    double delayInSeconds = 5.0;
    __weak typeof(self) weakSelf = self;
    dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, delayInSeconds * NSEC_PER_SEC);
    dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^(void){
        [weakSelf performSelector:@selector(canRun) onThread:_myThread withObject:nil waitUntilDone:NO];
    });
}

下面常用，摘自使用GCD，方便查阅。

对于一般的线程来说，如果没有runloop，执行完就结束了。虽然线程还在，但是已经死亡。runloop已经run了，并且有item的话，线程就不会结束，还可以继续跑。

为了方便地使用 GCD，苹果提供了一些方法方便我们将 block 放在主线程或后台线程执行，或者延后执行。使用的例子如下：

//  后台执行：
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
     // something
});
// 主线程执行：
dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
     // something
});
// 一次性执行：
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
    // code to be executed once
});
// 延迟 2 秒执行：
double delayInSeconds = 2.0;
dispatch_time_t popTime = dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, delayInSeconds * NSEC_PER_SEC);
dispatch_after(popTime, dispatch_get_main_queue(), ^(void){
    // code to be executed on the main queue after delay
});

dispatch_queue_t 也可以自己定义，如要要自定义 queue，可以用 dispatch_queue_create 方法，示例如下：

dispatch_queue_t urls_queue = dispatch_queue_create("blog.devtang.com", NULL);
dispatch_async(urls_queue, ^{
     // your code
});
dispatch_release(urls_queue);

另外，GCD 还有一些高级用法，例如让后台 2 个线程并行执行，然后等 2 个线程都结束后，再汇总执行结果。这个可以用 dispatch_group, dispatch_group_async 和 dispatch_group_notify 来实现，示例如下：

dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
     // 并行执行的线程一
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
     // 并行执行的线程二
});
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_global_queue(0,0), ^{
     // 汇总结果
});

修改 block 之外的变量
默认情况下，在程序块中访问的外部变量是复制过去的，即写操作不对原变量生效。但是你可以加上 __block 来让其写操作生效，示例代码如下：

__block int a = 0;
void  (^foo)(void) = ^{
     a = 1;
}
foo();
// 这里，a 的值被修改为 1

后台运行
使用 block 的另一个用处是可以让程序在后台较长久的运行。在以前，当 app 被按 home 键退出后，app 仅有最多 5 秒钟的时候做一些保存或清理资源的工作。但是应用可以调用 UIApplication 的beginBackgroundTaskWithExpirationHandler方法，让 app 最多有 10 分钟的时间在后台长久运行。这个时间可以用来做清理本地缓存，发送统计数据等工作。
让程序在后台长久运行的示例代码如下：

// AppDelegate.h 文件
@property (assign, nonatomic) UIBackgroundTaskIdentifier backgroundUpdateTask;
// AppDelegate.m 文件
- (void)applicationDidEnterBackground:(UIApplication *)application
{
    [self beingBackgroundUpdateTask];
    // 在这里加上你需要长久运行的代码
    [self endBackgroundUpdateTask];
}
- (void)beingBackgroundUpdateTask
{
    self.backgroundUpdateTask = [[UIApplication sharedApplication] beginBackgroundTaskWithExpirationHandler:^{
        [self endBackgroundUpdateTask];
    }];
}
- (void)endBackgroundUpdateTask
{
    [[UIApplication sharedApplication] endBackgroundTask: self.backgroundUpdateTask];
    self.backgroundUpdateTask = UIBackgroundTaskInvalid;
}

NSThread

NSThread是苹果官方提供的，使用起来比pthread更加面向对象，简单易用，可以直接操作线程对象。不过也需要需要程序员自己管理线程的生命周期(主要是创建)，我们在开发的过程中偶尔使用NSThread。比如我们会经常调用[NSThread currentThread]来显示当前的进程信息。

下边我们说说NSThread如何使用。

创建、启动线程

先创建线程，再启动线程

NSThread *thread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(run) object:nil];
[thread start];    // 线程一启动，就会在线程thread中执行self的run方法

创建线程后自动启动线程

[NSThread detachNewThreadSelector:@selector(run) toTarget:self withObject:nil];

隐式创建并启动线程

[self performSelectorInBackground:@selector(run) withObject:nil];

线程相关用法

// 获得主线程
+ (NSThread *)mainThread;    

// 判断是否为主线程(对象方法)
- (BOOL)isMainThread;

// 判断是否为主线程(类方法)
+ (BOOL)isMainThread;    

// 获得当前线程
NSThread *current = [NSThread currentThread];

// 线程的名字——setter方法
- (void)setName:(NSString *)n;    

// 线程的名字——getter方法
- (NSString *)name;

线程状态控制方法

启动线程方法

- (void)start;
// 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
阻塞（暂停）线程方法
+ (void)sleepUntilDate:(NSDate *)date;
+ (void)sleepForTimeInterval:(NSTimeInterval)ti;
// 线程进入阻塞状态
强制停止线程
+ (void)exit;
// 线程进入死亡状态