本文選譯自《Threading Programming Guide》垫释。

導(dǎo)語(yǔ)

線程技術(shù)作為在單個(gè)應(yīng)用程序中并發(fā)執(zhí)行多個(gè)代碼路徑的技術(shù)之一显蝌。盡管新的技術(shù)骆撇，諸如操作對(duì)象（Operation objects）和大中樞調(diào)度（GCD）提供了一個(gè)更加現(xiàn)代和高效的并發(fā)實(shí)現(xiàn)方式，但OS X和iOS也提供了用于創(chuàng)建和管理線程的接口。

注意：如果你正在開(kāi)發(fā)一個(gè)新的應(yīng)用，你可以選擇使用該技術(shù)作為并發(fā)操作的實(shí)現(xiàn)之一运授。假使你并未真正理解該技術(shù)對(duì)于實(shí)現(xiàn)多線程應(yīng)用的技術(shù)細(xì)節(jié)渡贾，這里有一些簡(jiǎn)化并發(fā)操作實(shí)現(xiàn)難度并提供性能更加優(yōu)越的技術(shù)方案可供選擇纺讲。獲取更多信息熬甚，請(qǐng)參見(jiàn)《Concurrency Programming Guide》。

本文結(jié)構(gòu)

• 關(guān)于線程編程
• 線程管理
• Run Loops
• 線程同步
• 線程安全總結(jié)

關(guān)于線程編程

多年以來(lái)诲泌，計(jì)算機(jī)性能峰值在很大程度上受制于單個(gè)微處理器的計(jì)算機(jī)核心。當(dāng)單個(gè)處理器的速度開(kāi)始達(dá)到它們的實(shí)際限制時(shí)，芯片制造商切換到多核設(shè)計(jì)羹幸，以達(dá)到讓計(jì)算機(jī)同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)的目的。雖然操作系統(tǒng)可以利用多核技術(shù)來(lái)執(zhí)行系統(tǒng)相關(guān)的任務(wù)，然而你自己的應(yīng)用也可以通過(guò)線程技術(shù)來(lái)利用該技術(shù)而芥。

何為線程误辑？

線程是程序中一個(gè)更加輕量級(jí)的多路徑執(zhí)行實(shí)現(xiàn)方式。在系統(tǒng)級(jí)別砰苍，程序會(huì)根據(jù)系統(tǒng)為其提供的執(zhí)行時(shí)間以及其他程序需要的執(zhí)行時(shí)間統(tǒng)一調(diào)度執(zhí)行。在程序內(nèi)部，存在承載著不同任務(wù)的一個(gè)或多個(gè)同時(shí)或近乎同時(shí)執(zhí)行的線程黍少。實(shí)際上系統(tǒng)本身會(huì)管理線程的執(zhí)行，調(diào)度其運(yùn)行在某個(gè)核心上或在其他線程需要執(zhí)行的時(shí)候強(qiáng)制中段該線程的執(zhí)行。

從技術(shù)層面看访忿，線程是一個(gè)內(nèi)核級(jí)和應(yīng)用級(jí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組合，用于管理代碼的執(zhí)行卧斟。內(nèi)核級(jí)結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)事件的調(diào)度和可用的核心搶占式調(diào)度。應(yīng)用級(jí)結(jié)構(gòu)包括用于存儲(chǔ)函數(shù)調(diào)用的調(diào)用堆棧以及需要管理和操作線程的屬性與狀態(tài)的程序結(jié)構(gòu)。

在非并發(fā)程序中蛋铆，只有一個(gè)線程的執(zhí)行。這個(gè)線程開(kāi)始和結(jié)束于程序的main函數(shù)，并由一個(gè)接一個(gè)的不同方法或函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)程序的全部行為乳乌。相比之下，支持并發(fā)的程序可以啟動(dòng)一個(gè)線程，并按照需求增加線程以創(chuàng)建額外的執(zhí)行路徑。每一條新路徑都有獨(dú)立的自定義啟動(dòng)入口扳抽，在程序的main函數(shù)中獨(dú)立運(yùn)行代碼。多線程的程序具有兩個(gè)非常重要的潛在優(yōu)勢(shì)：

• 多線程可以提高應(yīng)用程序的響應(yīng)能力楞陷。
• 多線程可以提高應(yīng)用程序在多核系統(tǒng)上的實(shí)時(shí)性能。

如果你的應(yīng)用只有一個(gè)線程茉唉，那么單個(gè)線程就必須完成所有的操作固蛾。它必須對(duì)事件作出響應(yīng)，更新應(yīng)用窗口度陆，以及完成應(yīng)用行為的全部計(jì)算。單個(gè)線程面臨著同一時(shí)刻只能執(zhí)行一個(gè)任務(wù)的問(wèn)題坚芜，所以當(dāng)其中的一個(gè)計(jì)算任務(wù)需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間來(lái)完成時(shí)怎么辦览芳？當(dāng)你的應(yīng)用忙于計(jì)算，卻停止響應(yīng)用戶事件和更新窗口時(shí)鸿竖。如果這樣的情況長(zhǎng)期持續(xù)下去铸敏，用戶也許會(huì)任務(wù)應(yīng)用被掛起并且會(huì)嘗試強(qiáng)制退出。如果將自定義的計(jì)算操作移至單獨(dú)的線程中去，應(yīng)用程序的主線程才會(huì)在合適的時(shí)機(jī)有機(jī)會(huì)去和用戶做交互。

隨著多核計(jì)算機(jī)的日益普及，線程技術(shù)成為了某些應(yīng)用提供了提升性能的一種方式。線程可以在多核設(shè)備上同時(shí)執(zhí)行不同任務(wù)，這使得應(yīng)用程序在同一時(shí)間大大地提高了工作效率房待。

當(dāng)然，線程技術(shù)并不是解決應(yīng)用性能問(wèn)題的萬(wàn)能藥流椒。線程技術(shù)為我們開(kāi)發(fā)帶來(lái)好處的同時(shí)也伴隨著隱患。程序中的多個(gè)執(zhí)行路徑會(huì)給代碼添加相當(dāng)數(shù)量的復(fù)雜度绣硝。每個(gè)線程與其他線程必須協(xié)調(diào)行動(dòng)以防止程序的狀態(tài)信息被破壞。因?yàn)樵趩蝹€(gè)應(yīng)用程序中各線程共享相同的內(nèi)存空間，它們可以訪問(wèn)所有共享的數(shù)據(jù)。如果兩個(gè)線程試圖同時(shí)操縱共享數(shù)據(jù)，一個(gè)線程可能會(huì)覆蓋其他線程的修改脯宿，導(dǎo)致數(shù)據(jù)破壞舍肠。即使有適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，你仍需要注意編譯器優(yōu)化為代碼引入微妙的（和不那么微妙的）錯(cuò)誤点骑。

相關(guān)術(shù)語(yǔ)

在深入討論線程及其支持技術(shù)之前谍夭，必須定義一些基本術(shù)語(yǔ)。
如果你熟悉UNIX系統(tǒng)紧索，你會(huì)發(fā)現(xiàn)task是由本文檔中使用不同的。在UNIX系統(tǒng)中珠漂，術(shù)語(yǔ)task的使用有時(shí)指一個(gè)正在運(yùn)行的進(jìn)程。

本文采用以下術(shù)語(yǔ)：

• 線程（thread）用來(lái)指代碼的一個(gè)單獨(dú)執(zhí)行路徑。
• 進(jìn)程（process）用來(lái)指一個(gè)正在運(yùn)行的可執(zhí)行文件，可包含多個(gè)線程签夭。
• 任務(wù)（task）用來(lái)指需要進(jìn)行工作的抽象概念措拇。

線程替代技術(shù)

自己創(chuàng)建線程的一個(gè)問(wèn)題是它可能會(huì)給你的代碼帶來(lái)不確定性。因?yàn)榫€程是一個(gè)比較低級(jí)別且復(fù)雜的方式來(lái)支持應(yīng)用程序的并發(fā)性慎宾。如果你不完全理解選擇該方式的含義丐吓，你很容易地遭遇線程同步或開(kāi)發(fā)時(shí)間問(wèn)題，其嚴(yán)重程度可以從細(xì)微的行為變化到應(yīng)用的崩潰以及用戶數(shù)據(jù)的破壞趟据。

另一個(gè)需要考慮的因素是應(yīng)用到底是否需要線程或并發(fā)券犁。線程解決了在同一進(jìn)程中同時(shí)執(zhí)行多個(gè)代碼路徑的具體問(wèn)題⌒诩睿可能有先例粘衬，但你所做的工作不需要并發(fā)。線程在你的進(jìn)程中引入巨大的開(kāi)銷咳促，無(wú)論是在內(nèi)存消耗和處理器時(shí)間方面稚新。你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于預(yù)定的任務(wù)這個(gè)開(kāi)銷太大跪腹，或者說(shuō)其他選擇更容易實(shí)現(xiàn)褂删。

表1-1 線程替代技術(shù)

線程支持

如果你的代碼中已經(jīng)使用了線程仍稀，OS X和iOS提供了多個(gè)為應(yīng)用創(chuàng)建線程的技術(shù)洼滚。此外埂息，所有操作系統(tǒng)同樣為這些線程提供了管理和同步支持技潘。以下各節(jié)描述了一些你需要知道工作在OS X和iOS系統(tǒng)中線程的關(guān)鍵技術(shù)。

線程的層級(jí)

雖然線程的底層實(shí)現(xiàn)機(jī)制是Mach線程千康，但是你很少（如果有）在Mach線程上完成工作享幽。相反，你通常使用更方便的POSIX API或其衍生物拾弃。Mach線程實(shí)現(xiàn)方式能提供所有線程的基本功能值桩，包括搶占式的執(zhí)行模型和線程調(diào)度的能力，并且這兩部分是彼此獨(dú)立的豪椿。

表1-2 線程技術(shù)

在應(yīng)用級(jí)，所有線程的行為與其他平臺(tái)基本上是一樣的咽筋。在啟動(dòng)一個(gè)線程之后溶推，線程運(yùn)行在三個(gè)主狀態(tài)中的一個(gè)：運(yùn)行、就緒或阻塞奸攻。如果一個(gè)線程當(dāng)前未運(yùn)行悼潭，它可以被阻塞以等待輸入，或者它已經(jīng)處于就緒狀態(tài)舞箍，但還沒(méi)有被調(diào)度執(zhí)行舰褪。該線程會(huì)持續(xù)在這些狀態(tài)中來(lái)回切換，直到它最后退出并切換到終止?fàn)顟B(tài)疏橄。

當(dāng)你創(chuàng)建新的線程時(shí)占拍，必須為其指定一個(gè)入口點(diǎn)函數(shù)（或Cocoa中的一個(gè)入口點(diǎn)方法）。這個(gè)入口點(diǎn)函數(shù)組合了你想在線程上運(yùn)行的代碼捎迫。當(dāng)函數(shù)返回時(shí)晃酒，或當(dāng)你顯示地終止線程時(shí)，線程會(huì)永久停止并被系統(tǒng)回收窄绒。由于線程的創(chuàng)建對(duì)于內(nèi)存和時(shí)間消耗比較大贝次，因此建議你的輸入點(diǎn)函數(shù)里完成重要部分的工作或設(shè)置一個(gè)run loop以執(zhí)行重復(fù)性工作。

Run Loops

Run loop是一個(gè)在線程中異步地管理事件到達(dá)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)彰导。它通過(guò)在線程上監(jiān)視一個(gè)或多個(gè)事件源來(lái)完成相應(yīng)工作蛔翅。當(dāng)事件到達(dá)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)喚醒線程并且在run loop中分發(fā)事件位谋，而run loop則將事件分發(fā)給你指定的回調(diào)處理代碼山析。如果沒(méi)有到達(dá)事件以及待處理事件時(shí)，run loop會(huì)讓線程處于休眠狀態(tài)掏父。

你大可不必為創(chuàng)建的線程配置一個(gè)run loop笋轨，但你這樣做了，將會(huì)為用戶帶來(lái)更好的體驗(yàn)赊淑。Run loop使得花費(fèi)少量資源以創(chuàng)建長(zhǎng)生命周期的線程成為可能爵政。因?yàn)樗鼤?huì)讓線程在無(wú)事可做的時(shí)候休眠，它會(huì)停止輪詢工作以避免CPU資源的浪費(fèi)和電量的消耗陶缺。

要配置一個(gè)run loop钾挟，你需要做的只是啟動(dòng)你的線程，得到一個(gè)run loop的引用對(duì)象组哩，設(shè)置好事件回調(diào)處理代碼等龙，并且讓run loop啟動(dòng)处渣。操作系統(tǒng)已經(jīng)自動(dòng)地為你提供一個(gè)主線程的run loop回調(diào)，然而你必須為你自己的線程配置run loop罐栈。

同步工具

線程編程的一個(gè)危險(xiǎn)在于多線程之間資源訪問(wèn)的沖突。如果多個(gè)線程嘗試在同一時(shí)間使用或修改同一資源泥畅，可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題荠诬。緩解這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)方法是完全消除共享資源，確保每個(gè)線程都有它自己的一組資源來(lái)操作位仁。當(dāng)不能保持完全獨(dú)立的資源時(shí)柑贞，你可能需要使用鎖、條件鎖聂抢、原子操作和其他技術(shù)來(lái)同步訪問(wèn)資源钧嘶。

鎖提供了一種強(qiáng)有力地保護(hù)代碼在同一線程的同一時(shí)間安全執(zhí)行的形式。最常見(jiàn)的鎖類型是互斥排他鎖琳疏，也被稱為互斥鎖有决。當(dāng)一個(gè)線程試圖獲取已被另一個(gè)線程持有的鎖，該線程會(huì)處于阻塞狀態(tài)直到鎖被其他線程釋放空盼。系統(tǒng)框架提供了互斥鎖的支持书幕，雖然它們都是基于相同的底層技術(shù)。此外揽趾，Cocoa提供了互斥鎖的幾個(gè)變種以支持不同類型的行為台汇，如遞歸鎖。

除了鎖篱瞎，系統(tǒng)還提供了條件鎖的支持苟呐，確保在你的應(yīng)用程序中進(jìn)行任務(wù)的適當(dāng)排序。條件鎖充當(dāng)一個(gè)“看門人”奔缠，阻塞一個(gè)給定的線程掠抬，直到它具有的條件滿足吼野。當(dāng)發(fā)生上述情況校哎，條件鎖會(huì)為線程放行，并允許其繼續(xù)執(zhí)行瞳步。POSIX層和Foundation Framework都為條件鎖提供了直接支持闷哆。（如果使用操作對(duì)象，則可以將操作對(duì)象間的依賴關(guān)系配置為執(zhí)行任務(wù)的順序单起，這與條件鎖提供的行為非常相似抱怔。）

盡管鎖和條件鎖在并發(fā)設(shè)計(jì)中極為常見(jiàn)，原子操作是另一種方式來(lái)保護(hù)和同步訪問(wèn)數(shù)據(jù)嘀倒。原子操作是執(zhí)行標(biāo)量數(shù)據(jù)類型的數(shù)學(xué)或邏輯運(yùn)算時(shí)提供的一個(gè)輕量級(jí)的鎖替代方案屈留。原子操作使用特殊的硬件指令局冰，以確保在其他線程有機(jī)會(huì)訪問(wèn)之前完成對(duì)變量的修改。

線程間的通信

一個(gè)好的設(shè)計(jì)是最大限度地減少所需的通信量灌危，但在某些時(shí)候康二，線程之間的通信成為必要。（線程的職能是為你的應(yīng)用程序工作勇蝙，但如果工作的結(jié)果不被使用沫勿，那它的好處是什么？）線程可能需要處理新的工作請(qǐng)求味混，或者向應(yīng)用程序的主線程報(bào)告其進(jìn)展情況产雹。在這些情況下，你需要一種方式來(lái)從一個(gè)線程到另一個(gè)線程獲取信息翁锡。幸運(yùn)的是蔓挖，線程共享相同的進(jìn)程空間意味著你有很多可選的通信方式。

線程間的通信方式有很多馆衔，各有其優(yōu)缺點(diǎn)时甚。在OS X中，配置線程本地存儲(chǔ)作為最常見(jiàn)的通信機(jī)制哈踱。（除了消息隊(duì)列和Cocoa分布式對(duì)象荒适，這些技術(shù)在iOS也可用）。

表1-3 通信機(jī)制

線程開(kāi)發(fā)技巧

下面的部分提供指導(dǎo)涯穷，以幫助你用正確的代碼實(shí)現(xiàn)線程編程，并讓你的線程代碼實(shí)現(xiàn)更好的性能藏雏。正如任何性能優(yōu)化一樣拷况，你總應(yīng)該在收集相關(guān)的性能統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)之前，期間和之后掘殴，再對(duì)代碼進(jìn)行優(yōu)化赚瘦。

避免顯式創(chuàng)建線程

手動(dòng)編寫線程創(chuàng)建代碼是冗長(zhǎng)的，而且有可能出現(xiàn)錯(cuò)誤奏寨，你應(yīng)該盡可能的避免它起意。OS X和iOS通過(guò)其他API提供隱式支持的并發(fā)。相較于自己創(chuàng)建線程病瞳，可以考慮使用異步API揽咕，GCD，或操作對(duì)象來(lái)完成工作仍源。這些技術(shù)為你的代碼在底層做線程相關(guān)的工作心褐，并保證其正確性。此外笼踩，GCD和操作對(duì)象能夠根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)的負(fù)載調(diào)節(jié)活動(dòng)線程的數(shù)量，這比你自己的代碼管理線程更加有效亡嫌。

保證線程合理地忙

如果你決定手動(dòng)創(chuàng)建和管理線程嚎于，請(qǐng)記住線程會(huì)占用寶貴的系統(tǒng)資源掘而。你應(yīng)該盡你最大的努力確保分配給線程的任務(wù)是合理的長(zhǎng)期且高效。同時(shí)于购，你不應(yīng)該害怕終止大部分時(shí)間都是處于空閑的線程袍睡。線程消耗不少的內(nèi)存，一些還是線性的（一定時(shí)間內(nèi)不能交換到磁盤）肋僧，所以釋放空閑線程不僅有助于減少應(yīng)用程序的內(nèi)存占用斑胜，也釋放更多的物理內(nèi)存供系統(tǒng)其他進(jìn)程使用。

注意：在終止空閑線程之前嫌吠，你應(yīng)該經(jīng)常記錄一組應(yīng)用程序當(dāng)前性能的基準(zhǔn)測(cè)量值止潘。嘗試更改后，使用額外的測(cè)量來(lái)驗(yàn)證這些更改實(shí)際上提高了多少性能辫诅，而不是直接終止線程凭戴。

避免線程共享數(shù)據(jù)

避免線程相關(guān)的資源沖突最最簡(jiǎn)單的方法是給每個(gè)線程在程序中它自己需要的任何數(shù)據(jù)的副本串稀。當(dāng)你最大限度地減少線程間的通信和資源沖突時(shí)锭汛，并行代碼就可以良好運(yùn)行了。

創(chuàng)建多線程應(yīng)用程序異常困難兴垦。即便你很小心地在代碼中所有正確的時(shí)刻鎖定共享數(shù)據(jù)肤视，代碼仍然可能處于不安全的狀態(tài)档痪。例如，你的代碼可以解決問(wèn)題假如在共享數(shù)據(jù)以特定的順序進(jìn)行修改邢滑。將代碼更改為基于事務(wù)的模型可能隨后會(huì)抵消多線程的性能優(yōu)勢(shì)钞它。消除資源爭(zhēng)用是首先要解決的問(wèn)題，一個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)常常會(huì)帶來(lái)優(yōu)異的性能殊鞭。

線程與用戶界面

如果你的應(yīng)用程序具有圖形化的用戶界面遭垛，建議在應(yīng)用主線程接收用戶相關(guān)事件和界面更新。此方法有助于避免與處理用戶事件和繪圖窗口內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的同步問(wèn)題操灿。某些框架如Cocoa锯仪，一般都要求這樣做，但即使對(duì)于那些不這樣要求趾盐，保持這種在主線程上的方式會(huì)有助于你簡(jiǎn)化用戶界面邏輯庶喜。

有幾個(gè)顯著的例外情況，在輔助線程上完成圖形化操作將會(huì)有巨大的性能優(yōu)勢(shì)救鲤。例如久窟，你可以使用輔助線程來(lái)創(chuàng)建和處理圖像并進(jìn)行其他圖像相關(guān)的計(jì)算，這可以大大提高性能本缠。如果你不確定某個(gè)特定的圖形化操作斥扛，可以計(jì)劃在主線程上進(jìn)行。

注意線程退出時(shí)行為

一個(gè)進(jìn)程會(huì)運(yùn)行直到所有的非分離（合并）線程退出丹锹。默認(rèn)情況下稀颁，只有應(yīng)用程序的主線程被創(chuàng)建為非分離的芬失，但你也可以用同樣的方式創(chuàng)建其他線程。當(dāng)用戶退出應(yīng)用程序時(shí)匾灶，立即終止所有分離線程被認(rèn)為是最恰當(dāng)?shù)男袨槔饫茫驗(yàn)?em>分離線程上的工作是可選的。如果你的應(yīng)用程序是使用后臺(tái)線程來(lái)保存數(shù)據(jù)到磁盤或做其他的關(guān)鍵工作阶女，你需要?jiǎng)?chuàng)建非分離線程以防止應(yīng)用程序退出時(shí)數(shù)據(jù)丟失颊糜。

創(chuàng)建非分離線程需要額外的工作。因?yàn)樽罡呒?jí)線程技術(shù)默認(rèn)不創(chuàng)建可連接線程秃踩，可以使用POSIX API來(lái)創(chuàng)建它衬鱼。此外，當(dāng)它們最終退出時(shí)吞瞪，必須添加代碼將其合并到主線程中馁启。

如果你正在編寫一個(gè)Cocoa應(yīng)用，你還可以使用applicationShouldTerminate:委托回調(diào)方法在應(yīng)用完全終止前延遲終止芍秆。當(dāng)延遲終止時(shí)惯疙，應(yīng)用程序?qū)⒌鹊饺魏侮P(guān)鍵線程已經(jīng)完成了它們的任務(wù)，然后才調(diào)用replyToApplicationShouldTerminate:方法妖啥。

異常處理

異常處理機(jī)制依賴于當(dāng)前調(diào)用堆棧霉颠，以在異常拋出時(shí)執(zhí)行任何必要的清理。由于每個(gè)線程都有自己的調(diào)用堆棧荆虱，所以每個(gè)線程只負(fù)責(zé)捕捉自己的異常蒿偎。同時(shí)未能在輔助線程和主線程中捕獲異常則說(shuō)明該進(jìn)程終止了。你不能將未捕獲的異常拋給同一進(jìn)程中的不同線程怀读。

如果需要通知另一個(gè)線程（如主線程）在當(dāng)前線程中的異常情況诉位，你應(yīng)該捕獲異常并簡(jiǎn)單地發(fā)送消息到另一個(gè)線程以說(shuō)明發(fā)生了什么。根據(jù)你的需求菜枷，捕獲異常的線程可以等待指令繼續(xù)執(zhí)行（如果可能的話）苍糠，或者干脆退出。

注意：在Cocoa中啤誊，NSException對(duì)象作為一個(gè)獨(dú)立的對(duì)象被捕獲后可以在線程中傳遞岳瞭。

在某些情況下，異常處理回調(diào)會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建蚊锹。例如瞳筏，@synchronized代碼塊在Objective-C中就包含隱式的異常處理回調(diào)。

干凈利落地終止線程

線程退出的最佳途徑是讓其自然地到達(dá)它的主入口路徑結(jié)束牡昆。盡管有立即終止線程的函數(shù)姚炕，但這些函數(shù)應(yīng)該只作為最后手段使用。不建議在線程達(dá)到了它的自然終點(diǎn)時(shí)提前終止線程。如果線程已分配內(nèi)存钻心，打開(kāi)了文件凄硼，或獲得其他類型的資源铅协，這樣做可能無(wú)法回收這些資源捷沸，導(dǎo)致內(nèi)存泄漏或其他潛在問(wèn)題。

庫(kù)的線程安全

應(yīng)用開(kāi)發(fā)者已經(jīng)掌握了應(yīng)用中是否使用多線程狐史，然而庫(kù)開(kāi)發(fā)人員卻不一定痒给。當(dāng)開(kāi)發(fā)庫(kù)時(shí)，你必須假定調(diào)用應(yīng)用程序是多線程的骏全，或者可以隨時(shí)切換到多線程苍柏。因此，你應(yīng)該經(jīng)常為關(guān)鍵部分代碼上鎖姜贡。

對(duì)于庫(kù)開(kāi)發(fā)人員而言试吁，只有當(dāng)應(yīng)用程序成為多線程時(shí)才創(chuàng)建鎖是不明智的。如果你需要在某個(gè)時(shí)候鎖定代碼楼咳，在早期的庫(kù)中創(chuàng)建一個(gè)鎖對(duì)象熄捍，最好是在一個(gè)顯式調(diào)用庫(kù)中進(jìn)行初始化。雖然你也可以使用靜態(tài)庫(kù)的初始化函數(shù)來(lái)創(chuàng)建這樣的鎖母怜，但只有當(dāng)沒(méi)有其他方法時(shí)余耽，才可以嘗試這樣做。執(zhí)行一個(gè)初始化函數(shù)增加了加載庫(kù)所需的時(shí)間苹熏，并可能對(duì)性能產(chǎn)生不利影響碟贾。

注意：永遠(yuǎn)記住在你的庫(kù)中鎖定和解鎖操作的平衡。你還應(yīng)該記住為庫(kù)的數(shù)據(jù)上鎖轨域，而不是依賴于調(diào)用代碼來(lái)提供一個(gè)線程安全的環(huán)境袱耽。

如果你正在開(kāi)發(fā)一個(gè)Cocoa庫(kù)，可以注冊(cè)一個(gè)接收NSWillBecomeMultiThreadedNotification的觀察者干发，以在應(yīng)用成為多線程時(shí)得到通知朱巨。然而你不應(yīng)該依賴于此通知，因?yàn)樗赡軙?huì)在你的庫(kù)代碼被調(diào)用之前就分發(fā)出了铐然。

線程管理

OS X和iOS中每個(gè)進(jìn)程（應(yīng)用程序）是由一個(gè)或多個(gè)線程組成蔬崩，每個(gè)線程通過(guò)代碼表示一個(gè)獨(dú)立的執(zhí)行路徑。每個(gè)應(yīng)用程序都以單個(gè)線程開(kāi)始搀暑，它運(yùn)行應(yīng)用程序的main函數(shù)沥阳。應(yīng)用程序可以產(chǎn)生附加的線程，每個(gè)線程都執(zhí)行特定功能的代碼自点。

當(dāng)應(yīng)用程序啟動(dòng)一個(gè)新線程桐罕，該線程在應(yīng)用程序的進(jìn)程空間成為一個(gè)獨(dú)立的實(shí)體。每一個(gè)線程都有自己的執(zhí)行堆棧，并由內(nèi)核單獨(dú)調(diào)度運(yùn)行功炮。一個(gè)線程可以與其他的線程和其他進(jìn)程進(jìn)行通信溅潜，執(zhí)行I/O操作，以及做其他你可能需要它做的事情薪伏。因?yàn)樗鼈兲幱谙嗤倪M(jìn)程空間內(nèi)滚澜，所有線程在應(yīng)用中共享相同的虛擬內(nèi)存空間，并具有和進(jìn)程相同的訪問(wèn)權(quán)限嫁怀。

本章概述了在OS X和iOS中的線程技術(shù)设捐，可隨著例子說(shuō)明如何在應(yīng)用中使用這些技術(shù)。

資源消耗

線程會(huì)在內(nèi)存使用和性能方面對(duì)你的程序（和系統(tǒng)）產(chǎn)生消耗塘淑。每個(gè)線程都需要內(nèi)核內(nèi)存空間和程序內(nèi)存空間中的內(nèi)存分配萝招。管理和協(xié)調(diào)調(diào)度線程的核心結(jié)構(gòu)由線性內(nèi)存存儲(chǔ)在內(nèi)核中。線程的堆棿孓啵空間和每個(gè)線程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在程序的內(nèi)存空間中槐沼。當(dāng)你首次創(chuàng)建線程時(shí)這些結(jié)構(gòu)被創(chuàng)建和初始化，由于需要和內(nèi)核進(jìn)行交互這次資源消耗相對(duì)昂貴捌治。

表2-1量化了創(chuàng)建應(yīng)用程序中一個(gè)新用戶級(jí)線程的大致消耗岗钩。其中一些指標(biāo)是可配置的，比如為輔助線程分配的堆椌叩危空間的量凹嘲。創(chuàng)建一個(gè)線程的時(shí)間成本是一個(gè)粗略的近似，應(yīng)該只用于彼此間相對(duì)比較构韵。線程創(chuàng)建時(shí)間會(huì)根據(jù)處理器的負(fù)載周蹭、計(jì)算機(jī)的速度和可用的系統(tǒng)和程序存儲(chǔ)器的數(shù)量而發(fā)生變化。

表2-1 線程創(chuàng)建消耗

注意：由于底層內(nèi)核的支持踏施，操作對(duì)象通呈幔可以更快地創(chuàng)建線程。并非每次都從頭開(kāi)始創(chuàng)建線程畅形，它們使用在內(nèi)核中已駐留的線程池以節(jié)省分配時(shí)間养距。

另一個(gè)需要考慮的是寫線程代碼的生產(chǎn)成本。設(shè)計(jì)一個(gè)線程應(yīng)用程序日熬，有時(shí)可能需要對(duì)你的應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組織方式的根本變化棍厌。這些變化可能是必要的，以避免使用時(shí)同步碍遍，這本身就可以對(duì)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的應(yīng)用產(chǎn)生時(shí)間成本消耗定铜。設(shè)計(jì)這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)阳液，并在線程代碼中調(diào)試問(wèn)題怕敬，會(huì)增加開(kāi)發(fā)一個(gè)線程應(yīng)用程序所需要的時(shí)間。如果你的線程花太多時(shí)間等待鎖或不做任何事帘皿，在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生更大的問(wèn)題东跪。

線程創(chuàng)建

創(chuàng)建低級(jí)別線程相對(duì)簡(jiǎn)單。在所有情況下鹰溜，你必須有一個(gè)函數(shù)或方法來(lái)充當(dāng)線程的主要入口點(diǎn)虽填，并且必須使用一個(gè)可用的線程例程來(lái)啟動(dòng)你的線程。下面的部分顯示了更為常用的線程技術(shù)的基本創(chuàng)建過(guò)程曹动。使用這些技術(shù)創(chuàng)建的線程繼承了默認(rèn)的屬性集取決于所使用的技術(shù)斋日。

使用NSThread

有兩種使用NSThread來(lái)創(chuàng)建線程的方式：

• 使用類方法detachNewThreadSelector:toTarget:withObject:來(lái)產(chǎn)生新線程。
• 創(chuàng)建一個(gè)NSTread對(duì)象并調(diào)用其start方法墓陈。（iOS及OS X 10.5后支持）

兩種方式都會(huì)在應(yīng)用中創(chuàng)建一個(gè)分離線程恶守。分離線程意味著該線程的資源會(huì)被系統(tǒng)自動(dòng)回收，即便在線程存在的情況下贡必。這也意味著該線程上的代碼不能顯式地合并到其他線程上去兔港。

由于OS X所有版本均支持detachNewThreadSelector:toTarget:withObject:方法，所以該方法在Cocoa線程應(yīng)用中十分常見(jiàn)仔拟。創(chuàng)建一個(gè)新的分離線程時(shí)衫樊，你僅需提供一個(gè)方法（具體為一個(gè)選擇器）作為線程執(zhí)行的切入點(diǎn)，定義該方法的對(duì)象利花，以及任何你想在線程啟動(dòng)時(shí)傳遞的數(shù)據(jù)科侈。下面的代碼示例將展示使用該方法來(lái)為當(dāng)前對(duì)象的自定義方法完成線程的創(chuàng)建。

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

在OS X 10.5之前炒事，主要使用NSThread類產(chǎn)生線程臀栈。盡管會(huì)得到一個(gè)NSThread對(duì)象和訪問(wèn)一些線程屬性，這只能在線程本身運(yùn)行之后才行羡洛。在OS X 10.5挂脑，支持添加創(chuàng)建NSThread對(duì)象沒(méi)有立即產(chǎn)生相應(yīng)的新線程藕漱。（iOS同樣支持）這使得在啟動(dòng)線程之前可以獲取和設(shè)置不同的線程屬性，也使得能使用該線程的引用對(duì)象來(lái)稍后啟動(dòng)線程崭闲。

在OS X 10.5及之后版本有一種初始化NSThread對(duì)象的簡(jiǎn)單方法肋联，即使用initWithTarget:selector:object:方法。該方法和detachNewThreadSelector:toTarget:withObject:方法一樣刁俭，可使用它來(lái)初始化一個(gè)新的NSThread實(shí)例橄仍。然而，它并不啟動(dòng)線程牍戚。要啟動(dòng)線程侮繁，需要顯式調(diào)用線程對(duì)象的start方法，如下面的示例所示：

NSThread* myThread = [[NSThread alloc] initWithTarget:self
                                             selector:@selector(myThreadMainMethod:)
                                               object:nil];

[myThread start];  // 線程實(shí)際創(chuàng)建

注意：使用initWithTarget:selector:object:方法是子類化NSThread并重寫其main方法如孝。最好使用重寫版本的這個(gè)方法實(shí)現(xiàn)線程的主入口點(diǎn)宪哩。

如果有一個(gè)NSThread對(duì)象的線程正在運(yùn)行，應(yīng)用中絕大多數(shù)對(duì)象可以使用performSelector:onThread:withObject:waitUntilDone:方法來(lái)向該線程發(fā)送消息第晰。OS X 10.5引入的在除主線程外上執(zhí)行選擇器的支持是線程之間一種便捷的通信方式锁孟。（iOS同樣支持）使用該技術(shù)發(fā)送的信息直接由其他線程處于正常run loop時(shí)處理。（當(dāng)然茁瘦，這并不意味著目標(biāo)線程必須運(yùn)行在自身的run loop中）品抽。當(dāng)以這種方式通信時(shí)，仍然需要某種同步形式甜熔，但這樣做比設(shè)置線程間的通信端口更簡(jiǎn)單圆恤。

注意：雖然在線程間通信時(shí)偶爾使用這種方式還行，但在時(shí)間敏感或線程間通信頻繁時(shí)最好不要使用performSelector:onThread:withObject:waitUntilDone:方法腔稀。

使用POSIX線程

OS X和iOS支持使用基于C語(yǔ)言的POSIX線程API來(lái)創(chuàng)建線程盆昙。這項(xiàng)技術(shù)實(shí)際能夠被用于任何類型的應(yīng)用（包括Cocoa和Cocoa Touch應(yīng)用）以及對(duì)你編寫跨平臺(tái)的應(yīng)用大有裨益。POSIX中創(chuàng)建線程的入口叫做pthread_create烧颖。

代碼2-1展示了用POSIX調(diào)用完成線程創(chuàng)建的兩個(gè)自定義函數(shù)弱左。LaunchThread函數(shù)創(chuàng)建了一個(gè)主入口由PosixThreadMainRoutine函數(shù)實(shí)現(xiàn)的線程。由于POSIX方式創(chuàng)建的線程默認(rèn)是可合并的炕淮，本例中創(chuàng)建了一個(gè)分離線程拆火。將線程標(biāo)記為可分離使得線程退出時(shí)其資源會(huì)迅速被系統(tǒng)回收。

代碼2-1 C語(yǔ)言線程創(chuàng)建

#include <assert.h>
#include <pthread.h>


void* PosixThreadMainRoutine(void* data)
{
    // 完成某些工作
    return NULL;
}

void LaunchThread()
{
        // 使用POSIX例程創(chuàng)建線程
        pthread_attr_t  attr;
        pthread_t       posixThreadID;
        int             returnVal;
        
        returnVal = pthread_attr_init(&attr);
        assert(!returnVal);
        returnVal = pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);
        assert(!returnVal);
        
        int threadError = pthread_create(&posixThreadID, &attr, &PosixThreadMainRoutine, NULL);
        
        returnVal = pthread_attr_destroy(&attr);
        assert(!returnVal);
        
        if (threadError != 0)
        {
            // 記錄錯(cuò)誤
        }
}

如果將上述代碼加入你的源文件并完成對(duì)LaunchThread函數(shù)的調(diào)用涂圆，這會(huì)在你的應(yīng)用中創(chuàng)建一個(gè)新的分離線程们镜。顯然，使用該代碼創(chuàng)建的線程并不完成任何有意義的工作润歉。線程在啟動(dòng)之后幾乎很快就會(huì)退出模狭。為了使事情更加有趣，你可以在代碼中為PosixThreadMainRoutine函數(shù)添加實(shí)質(zhì)性的工作踩衩。此外嚼鹉，你還可以在創(chuàng)建時(shí)向函數(shù)指針傳遞指針數(shù)據(jù)贩汉，該指針作為pthread_create函數(shù)最后一個(gè)參數(shù)傳入。

為了讓新創(chuàng)建的線程與應(yīng)用的主線程交流信息锚赤，你必須在目標(biāo)線程間創(chuàng)建通信路徑匹舞。基于C語(yǔ)言的應(yīng)用程序线脚，有幾個(gè)線程間通信的方式赐稽，包括端口、條件鎖或共享內(nèi)存浑侥。對(duì)于長(zhǎng)生命周期的線程來(lái)講姊舵，你通常應(yīng)該設(shè)置某些線程內(nèi)部通信機(jī)制以使應(yīng)用的主線程能夠在應(yīng)用退出時(shí)檢測(cè)其他線程的狀態(tài)或者干凈地結(jié)束它們。

使用NSObject產(chǎn)生線程

在iOS及OS X 10.5之后寓落，所有對(duì)象都能夠產(chǎn)生新的線程并且將其用于執(zhí)行它們的方法括丁。performSelectorInBackground:withObject:方法會(huì)創(chuàng)建新的分離線程并且使用具體的方法作為新線程的切入點(diǎn)。例如零如，如果有某個(gè)對(duì)象（用變量myObj表示）以及對(duì)象有一個(gè)需要在后臺(tái)運(yùn)行的方法名叫doSomething躏将，可以使用如下代碼來(lái)完成：

[myObj performSelectorInBackground:@selector(doSomething) withObject:nil];

這樣做的效果與調(diào)用NSThread的detachNewThreadSelector:toTarget:withObject:方法，輔以傳遞當(dāng)前對(duì)象考蕾、選擇器加上參數(shù)對(duì)象的方式一樣。新的線程生成方式會(huì)立即以默認(rèn)配置生成線程并立即啟動(dòng)会宪。在選擇器內(nèi)部肖卧，你可以像配置其他的線程一樣的配置該線程。例如掸鹅，你可以按照需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)自動(dòng)釋放池（如果你不使用垃圾回收機(jī)制）并在想要使用時(shí)配置該線程的run loop塞帐。

Cocoa應(yīng)用中使用POSIX線程

盡管NSThread是Cocoa應(yīng)用中?創(chuàng)建線程的主要接口，如果方便你反而盡可以使用POSIX線程巍沙。例如葵姥，你會(huì)在已經(jīng)使用POSIX線程的代碼基礎(chǔ)上繼續(xù)使用而不是重寫這部分代碼。如果你打算在Cocoa應(yīng)用中使用POSIX線程句携，你仍需清楚Cocoa與線程的交互以及遵循以下部分建議榔幸。

保護(hù)Cocoa框架

對(duì)于多線程應(yīng)用，Cocoa框架會(huì)使用鎖及其他同步機(jī)制來(lái)保證正確的行為矮嫉。為了防止鎖導(dǎo)致單線程情況下性能降低的問(wèn)題削咆，Cocoa使用NSThread產(chǎn)生新線程時(shí)并沒(méi)有創(chuàng)建鎖。如果你僅使用POSIX例程來(lái)創(chuàng)建線程蠢笋，Cocoa框架并沒(méi)有收到你的應(yīng)用變?yōu)槎嗑€程的通知拨齐。如此，涉及到Cocoa框架的操作將會(huì)變得不穩(wěn)定甚至導(dǎo)致應(yīng)用崩潰昨寞。

為了讓Cocoa知道你的應(yīng)用即將使用多線程瞻惋，你需要做的是使用NSThread產(chǎn)生一個(gè)線程并使其立即退出厦滤。線程的切入點(diǎn)里并不做任何工作。然而歼狼，僅僅這樣的行為就足以讓Cocoa在需要的地方加鎖馁害。

如果你不確定Cocoa是否認(rèn)為你的應(yīng)用處于多線程狀態(tài)，你可以使用NSThread的isMultiThreaded方法檢測(cè)蹂匹。

混用POSIX和Cocoa鎖

在同一應(yīng)用中混用POSIX和Cocoa鎖是安全的碘菜。Cocoa的鎖和條件對(duì)象本質(zhì)上是POSIX上的一層簡(jiǎn)單封裝。然而限寞，對(duì)于既定的鎖忍啸，你必須總是使用同一接口來(lái)創(chuàng)建和控制該鎖。換句話說(shuō)履植，你不能用Cocoa的NSLock對(duì)象控制一個(gè)由pthread_mutex_init函數(shù)創(chuàng)建的鎖來(lái)完成互斥操作计雌，反之亦然。

線程配置

在線程創(chuàng)建完成之后玫霎，你也許想配置些不同的線程環(huán)境凿滤。下面章節(jié)將描述一些能夠做以及何時(shí)做出這些修改的建議。

配置線程堆棧大小

每一個(gè)新創(chuàng)建好的線程庶近，系統(tǒng)會(huì)在進(jìn)程空間中分配具體大小的內(nèi)存作為該線程的堆棧翁脆。堆棧管理著堆棧片以及線程聲明的任何本地變量。這部分為線程分配的內(nèi)存叫做線程消耗鼻种。

如果想改變給定線程的堆棧大小反番，在線程創(chuàng)建之前你必須這樣做。所有基于線程的技術(shù)都會(huì)提供一些方法來(lái)設(shè)置堆棧大小叉钥，盡管只允許在iOS和OS X 10.5及之后版本使用NSThread的方式來(lái)設(shè)置罢缸。表2-2列出了每個(gè)技術(shù)的不同配置選項(xiàng)。

表2-2 設(shè)置線程堆棧大小

配置線程級(jí)儲(chǔ)存

每個(gè)線程維護(hù)著一個(gè)在線程中可以訪問(wèn)的鍵值對(duì)字典钞螟。你可以使用該字典來(lái)存儲(chǔ)在整個(gè)線程執(zhí)行階段的數(shù)據(jù)。例如谎碍，你可以存儲(chǔ)與線程run loop交互的狀態(tài)信息鳞滨。

Cocoa和POSIX使用不同的方式存儲(chǔ)該線程字典，所以你不能混用這兩種技術(shù)蟆淀。只要在線程代碼中堅(jiān)持使用其中一種技術(shù)拯啦，后期的方式也應(yīng)該相同澡匪。在Cocoa中，可以使用NSThread的threadDictionary方法獲取到一個(gè)NSMutableDictionary對(duì)象褒链，在里面可以隨意添加線程需要的鍵值唁情。在POSIX中，可以使用pthread_setspecific和pthread_getspecific函數(shù)對(duì)線程的鍵值進(jìn)行設(shè)置和獲取操作甫匹。

設(shè)置獨(dú)立線程狀態(tài)

大部分的高等級(jí)線程技術(shù)默認(rèn)會(huì)創(chuàng)建分離線程甸鸟。多數(shù)情況下，分離線程更受青睞的原因是當(dāng)線程周期結(jié)束后系統(tǒng)可以立即回收線程持有的數(shù)據(jù)兵迅。分離線程同樣不需要顯式地和應(yīng)用進(jìn)行交互抢韭。這意味著從線程中獲取的結(jié)果可以交由自己處理。相比較而言恍箭，系統(tǒng)不會(huì)回收合并線程的資源直到其他線程顯式地和該線程進(jìn)行合并時(shí)刻恭，此時(shí)進(jìn)程會(huì)阻塞線程以完成合并。

你可以將合并線程理解為子線程扯夭。盡管它們?nèi)宰鳛楠?dú)立的線程鳍贾，合并線程必須與其他線程合并其資源才能被系統(tǒng)回收。合并線程同樣提供線程間顯式傳遞數(shù)據(jù)的方式交洗。在其退出之前骑科，合并線程可以傳遞一個(gè)數(shù)據(jù)指針或者其他返回類型給pthread_exit函數(shù)，其他線程可以通過(guò)調(diào)用pthread_join函數(shù)來(lái)獲得該數(shù)據(jù)藕筋。

注意：在應(yīng)用退出時(shí)纵散，分離線程會(huì)立即終止而合并線程卻不是。每個(gè)合并線程必須在進(jìn)程允許其退出前完成合并操作隐圾。因此合并線程常用于關(guān)鍵且不被打斷的工作，如保存數(shù)據(jù)到磁盤掰茶。

如果你想創(chuàng)建合并線程暇藏，你只能使用POSIX線程來(lái)完成該操作。POSIX默認(rèn)創(chuàng)建合并線程濒蒋。為了標(biāo)記線程是可分離或者可合并的盐碱，在創(chuàng)建線程前需使用pthread_attr_setdetachstate函數(shù)修改其線程屬性。在線程開(kāi)始后沪伙，可以使用pthread_detach函數(shù)將合并線程改變成分離線程瓮顽。

設(shè)置線程優(yōu)先級(jí)

任何新創(chuàng)建的線程都有一個(gè)默認(rèn)的優(yōu)先級(jí)與其關(guān)聯(lián)。內(nèi)核的調(diào)度算法會(huì)根據(jù)線程的優(yōu)先級(jí)來(lái)決定線程的運(yùn)行順序围橡，高優(yōu)先級(jí)的線程比低優(yōu)先級(jí)的線程更容易被調(diào)度執(zhí)行暖混。高優(yōu)先級(jí)并不保證線程具體的執(zhí)行時(shí)間，僅僅意味著它相對(duì)于低優(yōu)先級(jí)線程更容易被調(diào)度器選擇翁授。

注意：最好的建議是保持各自線程默認(rèn)的優(yōu)先級(jí)拣播。提高某些線程的優(yōu)先級(jí)也可能會(huì)增加一些低優(yōu)先級(jí)線程的饑餓程度晾咪。如果你的應(yīng)用存在一個(gè)高優(yōu)先級(jí)線程和一個(gè)低優(yōu)先級(jí)線程進(jìn)行交互，低優(yōu)先級(jí)線程的“饑餓”會(huì)阻塞其他線程并造成性能瓶頸贮配。

如果你想修改線程的優(yōu)先級(jí)谍倦，Cocoa和POSIX均提供了方法來(lái)完成該操作。對(duì)于Cocoa線程泪勒，可以使用NSThread的類方法setThreadPriority:來(lái)設(shè)置當(dāng)前運(yùn)行線程的優(yōu)先級(jí)昼蛀。對(duì)于POSIX線程，可以使用pthread_setschedparam函數(shù)圆存。

編寫線程入口

對(duì)于大多數(shù)情況叼旋，在OS X以及其他平臺(tái)上線程的入口部分結(jié)構(gòu)大致相同。你會(huì)初始化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)辽剧，布置一些工作或者選擇性地配置run loop送淆，然后在線程代碼完成后做清理工作。取決于你的設(shè)計(jì)怕轿，你需要在線程的入口點(diǎn)做些額外的工作偷崩。

創(chuàng)建自動(dòng)釋放池

由Objective-C框架鏈接的應(yīng)用通常需要為其線程創(chuàng)建至少一個(gè)自動(dòng)釋放池。如果應(yīng)用使用管理內(nèi)存方式（MRC和ARC）撞羽，自動(dòng)釋放池會(huì)捕獲任何在線程中標(biāo)記為可自動(dòng)釋放的對(duì)象阐斜。

如果應(yīng)用使用垃圾回收（GC）而不是管理內(nèi)存，自動(dòng)釋放池并不是嚴(yán)格意義上的需要诀紊。自動(dòng)釋放池對(duì)于垃圾回收機(jī)制下的應(yīng)用并無(wú)害處谒出，且多數(shù)情況下它會(huì)被忽略。代碼模塊同時(shí)支持管理內(nèi)存和垃圾回收是能夠被允許的邻奠。在這種情況下笤喳，自動(dòng)釋放池必須支持管理內(nèi)存方式而在垃圾回收允許時(shí)會(huì)被忽略。

如果你的應(yīng)用使用管理內(nèi)存方式碌宴，創(chuàng)建一個(gè)自動(dòng)釋放池是作為線程入口點(diǎn)的首要任務(wù)杀狡。同理，銷毀自動(dòng)釋放池則是線程中最后需要完成的事情贰镣。自動(dòng)釋放池會(huì)確保需要自動(dòng)釋放的對(duì)象被捕獲呜象，盡管它直到線程退出才會(huì)釋放它們。代碼2-2展示了使用自動(dòng)釋放池的基本線程代碼結(jié)構(gòu)碑隆。

代碼2-2 定義線程入口點(diǎn)

- (void)myThreadMainRoutine
{
    NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init]; // Top-level池
    
    // 完成線程工作
    
    [pool release];  // 釋放池中對(duì)象
}

由于top-level的自動(dòng)釋放池直到線程退出才釋放其中對(duì)象恭陡，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的線程需要?jiǎng)?chuàng)建額外的釋放池來(lái)更加頻繁地釋放對(duì)象。例如上煤，配置run loop的線程會(huì)在每一個(gè)run loop周期完成自動(dòng)釋放池的創(chuàng)建和釋放休玩。更加頻繁地釋放對(duì)象以防止應(yīng)用內(nèi)存消耗暴增。和任何性能相關(guān)的問(wèn)題一樣，你都應(yīng)該在實(shí)際測(cè)量代碼性能之后再正確地使用自動(dòng)釋放池哥捕。

創(chuàng)建異常處理回調(diào)

如果你的應(yīng)用要捕獲和處理異常牧抽，那么你的線程代碼應(yīng)該準(zhǔn)備好捕獲任何可能產(chǎn)生的異常情況。盡管處理異常的最佳地點(diǎn)是在其可能發(fā)生的地方遥赚，捕獲異常失敗會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用的退出扬舒。在線程入口代碼中加入try/catch快可以讓你捕獲任何未知的異常并提供正確的處理方式。

在Xcode創(chuàng)建的項(xiàng)目中你可以使用C++或者Objective-C的風(fēng)格的異常處理方式凫佛。

創(chuàng)建Run Loop

編寫代碼時(shí)想運(yùn)行在單獨(dú)的線程上時(shí)讲坎，有兩種選擇。第一種選擇是為線程編寫一個(gè)盡可能長(zhǎng)的且很少中斷的任務(wù)愧薛，當(dāng)任務(wù)完成時(shí)線程自然會(huì)退出晨炕。第二種是將線程放進(jìn)一個(gè)run loop中以在請(qǐng)求到達(dá)時(shí)動(dòng)態(tài)地處理。第一種選擇不需要代碼中特殊的設(shè)置毫炉，你只需直接開(kāi)始你要完成的工作瓮栗。然而第二種選擇，需要對(duì)線程的run loop做額外設(shè)置。

OS X和iOS對(duì)每個(gè)線程的的run loop實(shí)現(xiàn)提供了內(nèi)建支持。應(yīng)用框架會(huì)自動(dòng)地為主線程開(kāi)啟run loop帜篇。如果你創(chuàng)建了一個(gè)輔助線程醉蚁，你必須配置run loop并且手動(dòng)啟動(dòng)它酿箭。

終止線程

退出一個(gè)線程的推薦方式是讓其正常地退出它的入口點(diǎn)。盡管Cocoa、POSIX以及多進(jìn)程服務(wù)提供了直接殺線程的方法，但不鼓勵(lì)使用這些方法缨历。殺死線程阻止了線程的自我清理功能。分配給線程的內(nèi)存可能會(huì)泄漏以及其他正在被線程使用的資源得不到正確的清理糙麦，隨之而來(lái)的是潛在的問(wèn)題發(fā)生辛孵。

如果你預(yù)先要在線程執(zhí)行的過(guò)程中終止線程，你應(yīng)該為線程設(shè)計(jì)一套響應(yīng)取消和退出信息的操作赡磅。對(duì)于長(zhǎng)周期操作觉吭，這會(huì)意味著周期性地停止工作以檢查消息是否到達(dá)。如果要求線程退出的消息到達(dá)仆邓，線程才有時(shí)間執(zhí)行清理工作并優(yōu)雅地退出；反之伴鳖，它會(huì)繼續(xù)回到工作中并等待下一次消息的到來(lái)节值。

使用run loop的輸入源可以響應(yīng)取消操作消息及其類似消息。代碼2-3展示了線程中主入口的相關(guān)操作榜聂。該示例代碼為run loop配置了一個(gè)接受其他線程可能發(fā)送消息的輸入源搞疗。在完成部分任務(wù)之后，線程會(huì)進(jìn)入run loop以查看輸入源中的信息是否到達(dá)须肆。如果沒(méi)有匿乃，run loop立即退出并進(jìn)入下一個(gè)工作周期桩皿。由于回調(diào)并不直接訪問(wèn)exitNow變量，退出條件通過(guò)線程的鍵值字典獲取幢炸。

代碼2-3 在長(zhǎng)周期任務(wù)中檢測(cè)退出條件

- (void)threadMainRoutine
{
    BOOL moreWorkToDo = YES;
    BOOL exitNow = NO;
    NSRunLoop* runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
    
    // thread-local加入exitNow布爾類型變量
    NSMutableDictionary* threadDict = [[NSThread currentThread] threadDictionary];
    [threadDict setValue:[NSNumber numberWithBool:exitNow] forKey:@"ThreadShouldExitNow"];
    
    // 配置自定義輸入源
    [self myInstallCustomInputSource];
    
    while (moreWorkToDo && !exitNow)
    {
        // 完成工作

        // 工作完成后修改moreWorkToDo標(biāo)志

        // 如果輸入源并未到達(dá)則run loop超時(shí)直接運(yùn)行
        [runLoop runUntilDate:[NSDate date]];

        // 檢測(cè)輸入源回調(diào)并修改exitNow值
        exitNow = [[threadDict valueForKey:@"ThreadShouldExitNow"] boolValue];
    }
}