多线程的使用与注意事项

多线程的使用与注意事项

这一回，主要介绍一下iPhone SDK中多线程的使用方法以及注意事项。虽然现在大部分PC应用程序都支持多线程/多任务的开发方式，但是在iPhone上，Apple并不推荐使用多线程的编程方式。但是多线程编程毕竟是发展的趋势，而且据说即将推出的iPhone OS4将全面支持多线程的处理方式。所以说掌握多线程的编程方式，在某些场合一定能挖掘出iPhone的更大潜力。

从例子入手
先从一个例程入手，具体的代码参考了这里。还有例程可以下载。

多线程程序的控制模型可以参考这里，一般情况下都是使用 管理者/工人模型, 这里，我们使用iPhone SDK中的 NSThread 来实现它。

首先创建一个新的 View-based application 工程，名字为 "TutorialProject" 。界面如下图所示，使用UILabel实现两部分的Part(Thread Part和Test Part)，Thread Part中包含一个UIProgressView和一个UIButton；而Test Part包含一个值和一个UISlider。




接下来，在 TutorialProjectViewController.h 文件中创建各个UI控件的 IBOutlets.

@interface TutorialProjectViewController : UIViewController {

    // ------ Tutorial code starts here ------

    // Thread part
    IBOutlet UILabel *threadValueLabel;
    IBOutlet UIProgressView *threadProgressView;
    IBOutlet UIButton *threadStartButton;

    // Test part
    IBOutlet UILabel *testValueLabel;

    // ------ Tutorial code ends here ------

}

同时，也需要创建outlets变量的property.

@property (nonatomic, retain) IBOutlet UILabel *threadValueLabel;
@property (nonatomic, retain) IBOutlet UIProgressView *threadProgressView;
@property (nonatomic, retain) IBOutlet UIProgressView *threadStartButton;
@property (nonatomic, retain) IBOutlet UILabel *testValueLabel;

接下来定义按钮按下时的动作函数，以及slider的变化函数。

- (IBAction) startThreadButtonPressed:(UIButton *)sender;
- (IBAction) testValueSliderChanged:(UISlider *)sender;

然后在 TutorialProjectViewController.m 文件中synthesize outlets，并在文件为实现dealloc释放资源。

@synthesize threadValueLabel, threadProgressView, testValueLabel, threadStartButton;

...

- (void)dealloc {

    // ------ Tutorial code starts here ------

    [threadValueLabel release];
    [threadProgressView release];
    [threadStartButton release];

    [testValueLabel release];

    // ------ Tutorial code ends here ------

    [super dealloc];
}

现在开始线程部分的代码，首先当 thread button 被按下的时候，创建新的线程.

- (IBAction) startThreadButtonPressed:(UIButton *)sender {
    threadStartButton.hidden = YES;
    threadValueLabel.text = @"0";
    threadProgressView.progress = 0.0;
    [NSThread detachNewThreadSelector:@selector(startTheBackgroundJob) toTarget:self withObject:nil];
}

该按钮被按下后，隐藏按钮以禁止多次创建线程。然后初始化显示值和进度条，最后创建新的线程，线程的函数为 startTheBackgroundJob.

具体的 startTheBackgroundJob 函数定义如下.

- (void)startTheBackgroundJob {

    NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
    // 线程开始后先暂停3秒（这里只是演示暂停的方法，你不是必须这么做的）
    [NSThread sleepForTimeInterval:3];
    [self performSelectorOnMainThread:@selector(makeMyProgressBarMoving) withObject:nil waitUntilDone:NO];
    [pool release];

}

在第1行，创建了一个 NSAutoreleasePool 对象，用来管理线程中自动释放的对象资源。这里 NSAutoreleasePool 在线程退出的时候释放。这符合 Cocoa GUI 应用程序的一般规则。

最后一行，阻塞调用（waitUntilDone状态是ON）函数 makeMyProgressBarMoving。

- (void)makeMyProgressBarMoving {

    float actual = [threadProgressView progress];
    threadValueLabel.text = [NSString stringWithFormat:@"%.2f", actual];
    if (actual < 1) {
        threadProgressView.progress = actual + 0.01;
        [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:0.5 target:self selector:@selector(makeMyProgressBarMoving) userInfo:nil repeats:NO];
    }
    else threadStartButton.hidden = NO;

}

这里计算用于显示的进度条的值，利用 NSTimer ，每0.5秒自增0.01，当值等于1的时候，进度条为100%，退出函数并显示刚才被隐藏的按钮。

最后，添加 UISlider 的实现函数，用来更改主线程中 Test Part 中的 label 值

- (IBAction) testValueSliderChanged:(UISlider *)sender {

    testValueLabel.text = [NSString stringWithFormat:@"%.2f", sender.value];

}

编译执行，按下线程开始按钮，你将看到进度条的计算是在后台运行。




使用线程的注意事项


线程的堆栈大小iPhone设备上的应用程序开发也是属于嵌入式设备的开发，同样需要注意嵌入式设备开发时的几点问题，比如资源上限，处理器速度等。

iPhone 中的线程应用并不是无节制的，官方给出的资料显示iPhone OS下的主线程的堆栈大小是1M，第二个线程开始都是512KB。并且该值不能通过编译器开关或线程API函数来更改。

你可以用下面的例子测试你的设备，这里使用POSIX Thread（pthread），设备环境是 iPhone 3GS(16GB)、SDK是3.1.3。

#include "pthread.h"

void *threadFunc(void *arg) {
    void*  stack_base = pthread_get_stackaddr_np(pthread_self());
    size_t stack_size = pthread_get_stacksize_np(pthread_self());
    NSLog(@"Thread: base:%p / size:%u", stack_base, stack_size);
    return NULL;
}

- (void)applicationDidFinishLaunching:(UIApplication *)application {
    void*  stack_base = pthread_get_stackaddr_np(pthread_self());
    size_t stack_size = pthread_get_stacksize_np(pthread_self());
    struct rlimit limit;
    getrlimit(RLIMIT_STACK, &limit);
    NSLog(@"Main thread: base:%p / size:%u", stack_base, stack_size);
    NSLog(@"  rlimit-> soft:%llu / hard:%llu", limit.rlim_cur, limit.rlim_max);

    pthread_t thread;
    pthread_create(&thread, NULL, threadFunc, NULL);

    // Override point for customization after app launch
    [window addSubview:viewController.view];
    [window makeKeyAndVisible];
}

结果如下：
模拟器
Main thread: base:0xc0000000 / size:524288
rlimit-> soft:8388608 / hard:67104768
Thread: base:0xb014b000 / size:524288



设备
Main thread: base:0x30000000 / size:524288
rlimit-> soft:1044480 / hard:1044480
Thread: base:0xf1000 / size:524288

由此可见，当你测试多线程的程序时，模拟器和实际设备的堆栈大小是不一样的。如果有大量递归函数调用可要注意了。

Autorelease
如果你什么都不考虑，在线程函数内调用 autorelease 、那么会出现下面的错误：

NSAutoReleaseNoPool(): Object 0x********* of class NSConreteData autoreleased with no pool in place ….

一般，在线程中使用内存的模式是，线程最初

NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc]init];

而在线程结束的时候 [pool drain] 或 [pool release]。^{<a class="footref" name="fnr.1" href="#fn.1">1.</a>}

子线程中描画窗口
多线程编程中普遍遵循一个原则，就是一切与UI相关的操作都有主线程做，子线程只负责事务，数据方面的处理。那么如果想在子线程中更新UI时怎么做呢？如果是在windows下，你会 PostMessage 一个描画更新的消息，在iPhone中，需要使用performSelectorOnMainThread 委托主线程处理。

比如，如果在子线程中想让 UIImageView 的 image 更新，如果直接在线程中

 imageView.image = [UIImage imageNamed:@"Hoge.png"];

这么做，什么也不会出现的。需要将该处理委托给主线程来做，像下面：

[delegate performSelectorOnMainThread:@selector(theProcess:) withObject:nil waitUntilDone:YES];

就OK了

<a class="footnum" name="fn.1" href="#fnr.1">1.</a> drain 与 release 的区别前提是你的系统中是否有GC，如果有，-drain 需要送一个消息给GC (objc_collect_if_needed)，而如果没有GC，drain = release