iOS多线程 - Pthread

1. 多线程的原理

线程是可并发执行的，拥有最小系统资源，共享进程资源的基本调度单位。

共有堆，自有栈 , iOS 主线程栈和其他线程均默认为 512K。

堆可以理解为操作系统提供的一块内存，可以随意使用，在我们使用 new , alloc时，分配的内存就是系统用堆提供的。

栈是操作系统给当前的应用程序分配的，仅供当前应用程序使用的内存空间，也就是给我们的线程分配的内存空间，这个空间是有限制的，它主要是用来定义一些函数内部的成员变量，栈里的数据其他程序不能访问。

这也就是说，不要定义很大的局部变量，如果一个函数的成员变量，是一个数组，这个数组大于 512K，那么很可能程序根本不能运行。

在实际开发中，线程最好保持在 3-5 条，过多的线程会消耗大量 CPU 资源，单个线程被调度的执行频次会降低，因此线程并不是越多越好。

并发执行进度不可控，我们创建的线程何时执行是由操作系统调度，比如说我们有5个线程，每个线程打印一句话，那么在每次运行程序时，这5句话的打印顺序可能都不一样，这导致了两个潜在的风险。

对非原子操作容易造成状态不一致

这是说在我们使用多线程时，加入同一个变量进行访问，有的读，有的写，如果没有很好的控制机制的话，读到的值可能并不是需要的值。那么为了处理这种情况，我们会使用加锁控制，但这又会引起另一个风险。

加锁控制有死锁的风险

加锁控制是在读或写之前，通常是在写之前，首先给这个变量加一把锁，加锁以后其他进程无法读到，在写的操作完成之后，再把锁解开，其他的进程才可以进行读的操作。

这个风险在于，当其他进程也有锁时，当前进程需要读一个变量，读到之后才能进行写的操作，但是这个变量的锁需要等当前进程的锁打开，两个进程都在等对方解锁，这就触发了死锁的问题。

2. iOS中主要的多线程技术

技术方案	简介	语言	线程声明周期
pthread	一套通用的多线程API，跨平台可移植，使用难度大。	C	程序员管理
NSThread	使用更加向对象，简单易用可直接操作线程对象。	OC	程序员管理
GCD	旨在替代NSThread等线程技术，充分理由设备多核。	C	自动管理
NSOperation	基于GCD，多了一些实用功能，使用更加面向对象。	OC

3. 多线程的使用

当我们在 UI 线程，也就是主线程中，执行一个耗时操作时，因为线程是串行的，所以会导致 UI 界面有无法刷新，无法响应等问题，例如我们使用一个 Button，响应函数执行一个for 循环，那么在循环完成之前，Button 是灰色的。

#pragma mark 所以要使用多线程技术
- (IBAction)BtnClick:(id)sender {
   //耗时操作 在这个循环执行完以前 button 始终处于灰色不可用的状态
   //如果我们在 UI线程 也就是主线程中执行耗时操作 会导致 UI界面 不能刷新 或者说无法响应
   for (int i=0; i<5000; i++) {
       //格式化字符串
       NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"i = %d",i];
       NSLog(str,nil);
   }
}

这个例子告诉我们，不要把耗时操作放在主线程/UI线程中。

那么，如何解决这个问题呢？这就用到了我们的多线程技术。

引入 #import <pthread.h> 头文件，因为是系统文件，所以要使用尖括号引入。

在BtnClick方法里创建线程。

1 2	pthread_t threadId; pthread_create(&threadId, NULL, ThreadFunc, NULL);

创建线程的pthread_create()方法的四个参数意义如下：

类型	功能	填写
pthread_t *	线程的id，线程创建后，可通过id操作线程。	传入自己声明的属性
const pthread_attr_t *	返回线程的属性，一般不需要。	填NULL
void ()(void *)	函数指针，这是线程需要执行的方法。	自己写一个方法
void *	上一个参数线程方法的传入值	可以是NULL

创建要线程的执行的方法，也就是pthread_create()的第三个参数：

void *ThreadFunc (void *pParam) {    
   //把这个循环从原来的 BtnClick 剪切到这个方法里 使用子线程执行
   for (int i=0; i<5000; i++) {
       //格式化字符串
       NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"i = %d",i];
       NSLog(str,nil);
   }
   return NULL;
}

验证是否有两个线程在运行：

//获取当前的线程
NSThread *thread = [NSThread currentThread];
NSLog(@"主线程 %@",thread);
//将这段代码放在 BtnClick 方法里

NSThread *thread = [NSThread currentThread];
thread.name = @"我的线程";
NSLog(@"子线程 %@",thread);
//将这段代码放在 ThreadFunc 方法里

打印结果：

1 2	主线程 <NSThread: 0x7bf6a9a0>{number = 1, name = main} 子线程 <NSThread: 0x7e073750>{number = 3, name = 我的线程}

可以看出，有两个线程，而且主线程的 number=1 , name=main。

并且点击 Button ，for 循环进行的同时，Button 的状态并不受影响。

到这里我们就实现了一个简单的 pthread 线程。