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iOS —— 多线程应用

2024-09-15 18:08:02   221人阅读

一、共享资源

共享资源 : 就是内存中的一块资源同时被多个进程所访问，而每个进程可能会对该资源的数据进行修改

问题 : 如果 线程A 访问了某块资源 C，并且修改了其中的数据，此时 线程B 也访问了 资源C，并且也对 C 中的数据进行了修改；那么等到 线程A 和 线程B 执行结束后，此时，资源C 中的数据就并不是最初的设置了

 

如图

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此时，如果用户想获取 被 线程A 修改的 资源C 的数据，但是 资源C 的数据也被 线程B 修改了，所以获得的是错误的数据；如果用户想获取 被 线程B 修改的 资源C 的数据，但是 资源C 的数据也被 线程A 修改了，所以获得的是错误的数据

 

下面看代码，以出售火车票为例

建立火车票数据模型

 

 1 // LHTicketModal.h
 2 #import <Foundation/Foundation.h>
 3 
 4 @interface LHTicketModal : NSObject
 5 
 6 @property (nonatomic) NSUInteger ticketCount;       // 剩余票数
 7 @property (nonatomic) NSUInteger ticketSaleCount;   // 卖出数量
 8 
 9 @end
10 
11 // LHTicketModal.m
12 #import "LHTicketModal.h"
13 
14 static const NSUInteger kTicketTotalCount = 50;
15 
16 @implementation LHTicketModal
17 
18 - (instancetype)init {
19 
20     self = [super init];
21     
22     if (self) {
23     
24         // 初始化剩余票数应该为总数
25         _ticketCount = kTicketTotalCount;
26         
27         // 初始化卖出票数应该为 0
28         _ticketSaleCount = 0;
29     
30     }
31     
32     return self;
33 
34 }
35 
36 @end

 

 

UIViewController 代码

 1 // LHSharedViewController.h
 2 #import "LHSharedViewController.h"
 3 #import "LHTicketModal.h"
 4 
 5 @interface LHSharedViewController ()
 6 
 7 // 车票模型
 8 @property (nonatomic, strong) LHTicketModal * ticket;
 9 
10 // 线程对象
11 @property (nonatomic, strong) NSThread * threadBJ;
12 @property (nonatomic, strong) NSThread * threadSH;
13 
14 @end
15 
16 // LHSharedViewController.m
17 @implementation LHSharedViewController
18 
19 - (void)viewDidLoad {
20     
21     [super viewDidLoad];
22     
23     // 1. 初始化 票数模型对象
24     _ticket = [[LHTicketModal alloc] init];
25     
26     // 2. 初始化 线程对象 并设置线程名
27     _threadBJ = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(sellTickets:) object:@"北京卖出"];
28     
29     _threadBJ.name = @"北京";
30     
31     _threadSH = [[NSThread alloc] initWithTarget:self selector:@selector(sellTickets:) object:@"上海卖出"];
32     
33     _threadSH.name = @"上海";
34 
35 }
36 
37 // 线程执行的方法
38 - (void)sellTickets:(NSString *)str {
39 
40     while (YES) {
41     
42         // 判断剩余量是否大于 0，大于 0 才可以卖出
43         if (_ticket.ticketCount > 0) {
44         
45             // 暂停一段时间
46             [NSThread sleepForTimeInterval:0.2];
47             
48             // 卖出一张票，剩余票数减 1，卖出票数加 1
49             _ticket.ticketCount--;
50             
51             _ticket.ticketSaleCount++;
52             
53             // 获取当前进程
54             NSThread * currentThread = [NSThread currentThread];
55             
56             NSLog(@"%@ 卖了一张票，还剩 %lu 张票", currentThread.name, _ticket.ticketCount);
57             
58         }
59     
60     }
61 
62 }
63 
64 // 按钮的动作方法
65 - (IBAction)startSaleBtnClick:(id)sender {
66     
67     // 开启线程
68     [_threadBJ start];
69     
70     [_threadSH start];
71     
72     
73 }

点击按钮后，线程开始运行，结果如图

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看一看出，共享资源同时被多个线程访问并修改，导致用户取得了错误的数据

 

那么解决这种情况的办法就是 加锁

加锁是指对一段代码进行加锁，加锁之后，若一个线程已经在对共享资源的数据修改，此时就不会再有其他线程来访问该资源进行修改，直至当前线程已经结束修改资源的代码时，其他进程才可以对其进行修改

可以把共享资源看做一个房间，线程看做人；当一个人进入房间之后就会锁门（加锁），对房间进行各种布置，此时其他人是进不来的，因为没有钥匙；直至当前的人出房间，其他的人才可以进房间进行布置

 

加锁的方式有多种，这里介绍两种

方式一 : 使用  @synchronized (加锁对象) {} 关键字

只需修改上述代码的  sellTickets 方法，其余不变，这里将其方法名改为  sellTickets_v2

 1 - (void)sellTickets_v2:(NSString *)str {
 2     
 3     while (YES) {
 4         
 5         // 对当前对象加锁
 6         @synchronized (self) {
 7             
 8             // 判断剩余量是否大于 0，大于 0 才可以卖出
 9             if (_ticket.ticketCount > 0) {
10             
11                 // 暂停一段时间
12                 [NSThread sleepForTimeInterval:0.2];
13             
14                 // 卖出一张票，剩余票数减 1，卖出票数加 1
15                 _ticket.ticketCount--;
16             
17                 _ticket.ticketSaleCount++;
18             
19                 // 获取当前进程
20                 NSThread * currentThread = [NSThread currentThread];
21             
22                 NSLog(@"%@ 卖了一张票，还剩 %lu 张票", currentThread.name, _ticket.ticketCount);
23             
24             }
25             
26         }
27         
28     }
29     
30 }

再次运行程序，点击按钮。结果如图

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方式二 : 使用 NSCondition 类

在 类扩展中声明并在 viewDidLoad 方法中初始化

 

 1 - (void)sellTickets_v3:(NSString *)str {
 2     
 3     while (YES) {
 4         
 5         // 使用 NSCondition 加锁
 6         [_ticketCondition lock];
 7         
 8         // 判断剩余量是否大于 0，大于 0 才可以卖出
 9         if (_ticket.ticketCount > 0) {
10                 
11             // 暂停一段时间
12             [NSThread sleepForTimeInterval:0.2];
13                 
14             // 卖出一张票，剩余票数减 1，卖出票数加 1
15             _ticket.ticketCount--;
16                 
17             _ticket.ticketSaleCount++;
18                 
19             // 获取当前进程
20             NSThread * currentThread = [NSThread currentThread];
21                 
22             NSLog(@"%@ 卖了一张票，还剩 %lu 张票", currentThread.name, _ticket.ticketCount);
23             
24         }
25         
26         // 使用 NSCondition 解锁
27         [_ticketCondition unlock];
28         
29     }
30     
31 }

 

运行结果和上述一样

使用 NSCondition 时，将加锁的代码放在 loac 和 unlock 中间

 

总结 :

　　1. 互斥锁的优缺点

　　　　优点 : 有效防止因多线程抢夺资源造成的数据安全问题

　　　　缺点 : 需要消耗大量 CPU 资源

 

　　2. 互斥锁使用的前提

　　　　多个线程抢夺同一资源

　　　　线程同步，互斥锁就是使用了线程同步　　

 

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