iOS底層原理總結(jié) - pthreads

pthreads簡介

引自 維基百科 實現(xiàn)POSIX 線程標(biāo)準(zhǔn)的庫常被稱作Pthreads获茬,一般用于Unix-like POSIX 系統(tǒng),如Linux呐赡、 Solaris究孕。但是Microsoft Windows上的實現(xiàn)也存在,例如直接使用Windows API實現(xiàn)的第三方庫pthreads-w32;而利用Windows的SFU/SUA子系統(tǒng),則可以使用微軟提供的一部分原生POSIX API。

其實锡溯,這就是一套在很多操作系統(tǒng)上都通用的多線程API,所以移植性很強(qiáng)哑姚,基于C封裝的一套線程框架趾唱,iOS上也是適用的。

Pthreads創(chuàng)建線程

- (void)onThread {
    // 1\. 創(chuàng)建線程: 定義一個pthread_t類型變量
    pthread_t thread;
    // 2\. 開啟線程: 執(zhí)行任務(wù)
    pthread_create(&thread, NULL, run, NULL);
    // 3\. 設(shè)置子線程的狀態(tài)設(shè)置為detached蜻懦,該線程運行結(jié)束后會自動釋放所有資源
    pthread_detach(thread);
}

void * run(void *param) {
    NSLog(@"%@", [NSThread currentThread]);

    return NULL;
}

打印結(jié)果:
<NSThread: 0x1c026f100>{number = 4, name = (null)}

如果出現(xiàn)pthread_create is invalid in C99報錯甜癞,原因是沒有導(dǎo)入#import <pthread.h>

pthread_create(&thread, NULL, run, NULL);

  • 第一個參數(shù)&thread是線程對象,指向線程標(biāo)識符的指針
  • 第二個是線程屬性宛乃,可賦值NULL
  • 第三個run表示指向函數(shù)的指針(run對應(yīng)函數(shù)里是需要在新線程中執(zhí)行的任務(wù))
  • 第四個是運行函數(shù)的參數(shù)悠咱,可賦值NULL

Pthreads其他相關(guān)方法

  • pthread_create():創(chuàng)建一個線程
  • pthread_exit():終止當(dāng)前線程
  • pthread_cancel():中斷另外一個線程的運行
  • pthread_join():阻塞當(dāng)前的線程蒸辆,直到另外一個線程運行結(jié)束
  • pthread_attr_init():初始化線程的屬性
  • pthread_attr_setdetachstate():設(shè)置脫離狀態(tài)的屬性(決定這個線程在終止時是否可以被結(jié)合)
  • pthread_attr_getdetachstate():獲取脫離狀態(tài)的屬性
  • pthread_attr_destroy():刪除線程的屬性
  • pthread_kill():向線程發(fā)送一個信號

Pthreads常用函數(shù)與功能

  • pthread_t用于表示Thread ID,具體內(nèi)容根據(jù)實現(xiàn)的不同而不同析既,有可能是一個Structure躬贡,因此不能將其看作為整數(shù)。
  • pthread_equal函數(shù)用于比較兩個pthread_t是否相等眼坏。
int pthread_equal(pthread_t tid1, pthread_t tid2)
  • pthread_self函數(shù)用于獲得本線程的thread id拂玻。
pthread _t pthread_self(void);

Pthreads實現(xiàn)互斥鎖

鎖可以被動態(tài)或靜態(tài)創(chuàng)建,可以用宏PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER來靜態(tài)的初始化鎖宰译,采用這種方式比較容易理解檐蚜,互斥鎖是pthread_mutex_t的結(jié)構(gòu)體,而這個宏是一個結(jié)構(gòu)常量沿侈,如下可以完成靜態(tài)的初始化鎖:pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;也可以用pthread_mutex_init函數(shù)動態(tài)的創(chuàng)建闯第,函數(shù)原型如:int pthread_mutex_init(pthread_mutex_t *mutex, const pthread_mutexattr_t * attr)

總共有100張火車票,開啟兩個線程缀拭,北京和上海兩個窗口同時賣票咳短,賣一張票就減去庫存,使用鎖蛛淋,保證北京和上海賣票的庫存是一致的咙好。實現(xiàn)如下。

#import "ViewController.h"
#include <pthread.h>

@interface ViewController ()

@end

@implementation ViewController

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // Do any additional setup after loading the view, typically from a nib.

    [self onThread];
}

pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
NSMutableArray *tickets;

- (void)onThread {
    tickets = [NSMutableArray array];
    //生成100張票
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        [tickets addObject:[NSNumber numberWithInt:i]];
    }

    //線程1 北京賣票窗口
    // 1\. 創(chuàng)建線程1: 定義一個pthread_t類型變量
    pthread_t thread1;
    // 2\. 開啟線程1: 執(zhí)行任務(wù)
    pthread_create(&thread1, NULL, run, NULL);
    // 3\. 設(shè)置子線程1的狀態(tài)設(shè)置為detached褐荷,該線程運行結(jié)束后會自動釋放所有資源
    pthread_detach(thread1);

    //線程2 上海賣票窗口
    // 1\. 創(chuàng)建線程2: 定義一個pthread_t類型變量
    pthread_t thread2;
    // 2\. 開啟線程2: 執(zhí)行任務(wù)
    pthread_create(&thread2, NULL, run, NULL);
    // 3\. 設(shè)置子線程2的狀態(tài)設(shè)置為detached勾效,該線程運行結(jié)束后會自動釋放所有資源
    pthread_detach(thread2);

}

void * run(void *param) {
    while (true) {
        //鎖門,執(zhí)行任務(wù)
        pthread_mutex_lock(&mutex);
        if (tickets.count > 0) {
            NSLog(@"剩余票數(shù)%ld, 賣票窗口%@", tickets.count, [NSThread currentThread]);
            [tickets removeLastObject];
            [NSThread sleepForTimeInterval:0.2];
        }
        else {
            NSLog(@"票已經(jīng)賣完了");

            //開門诚卸,讓其他任務(wù)可以執(zhí)行
            pthread_mutex_unlock(&mutex);

            break;
        }

        //開門,讓其他任務(wù)可以執(zhí)行
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }

    return NULL;
}

@end

打印結(jié)果:


image.png

對鎖的操作主要包括:
加鎖pthread_mutex_lock()绘迁、
解鎖pthread_mutex_unlock()
和測試加鎖pthread_mutex_trylock()三個合溺。
pthread_mutex_trylock()語義與pthread_mutex_lock()類似,不同的是在鎖已經(jīng)被占據(jù)時返回EBUSY而不是掛起等待缀台。

參考文章:https://juejin.im/post/5ab4a4466fb9a028d14107ff

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