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多线程编程指南

原著：Apple Inc.

翻译：謝業蘭【老狼】

联系：xyl.layne@gmail.com

鸣谢：有米移动广告平台

CocoaChina 社区

Threading Programming Guide

多线程编程指南 ................................................................................................................................................ I

简介 ................................................................................................................................................................... 1

本文档结构............................................................................................................................ 1

第一章关于多线程编程 .......................................................................................................................... 2

1.1 什么是多线程 ............................................................................................................ 2

1.2 线程术语 .................................................................................................................... 3

1.3 多线程的替代方法 .................................................................................................... 3

1.4 线程支持 .................................................................................................................... 5

1.4.1 线程包 ............................................................................................................. 5

1.4.2 Run Loops ....................................................................................................... 6

1.4.3 同步工具 ......................................................................................................... 6

1.4.4 线程间通信 ..................................................................................................... 7

1.5 设计技巧 .................................................................................................................... 8

1.5.1 避免显式创建线程 ......................................................................................... 8

1.5.2 保持你的线程合理的忙 ................................................................................. 9

1.5.3 避免共享数据结构 ......................................................................................... 9

1.5.4 多线程和你的用户界面 ................................................................................. 9

1.5.5 了解线程退出时的行为 ............................................................................... 10

1.5.6 处理异常 ........................................................................................................ 11

1.5.7 干净地中断你的线程 .................................................................................... 11

1.5.8 线程安全的库 ................................................................................................ 11

第二章线程管理 .................................................................................................................................... 13

2.1 线程成本 .................................................................................................................. 13

2.2 创建一个线程 .......................................................................................................... 14

2.2.1 使用 NSThread.............................................................................................. 14

2.2.2 使用 POSIX 的多线程 ................................................................................. 16

2.2.3 使用 NSObject 来生成一个线程 ................................................................. 18

2.2.4 使用其他线程技术 ....................................................................................... 18

2.2.5 在 Cocoa 程序上面使用 POSIX 线程 ......................................................... 19

2.3 配置线程属性 .......................................................................................................... 19

2.3.1 配置线程的堆栈大小 ................................................................................... 20

2.3.2 配置线程本地存储 ....................................................................................... 20

Threading Programming Guide

2.3.3 设置线程的脱离状态 ................................................................................... 21

2.3.4 设置线程的优先级 ....................................................................................... 21

2.4 编写你线程的主体入口点 ...................................................................................... 22

2.4.1 创建一个自动释放池（Autorelease Pool） ................................................ 22

2.4.2 设置异常处理 ............................................................................................... 23

2.4.3 设置一个 Run Loop ...................................................................................... 23

2.5 中断线程 .................................................................................................................. 24

第三章 RUN LOOPS ............................................................................................................................. 26

3.1 RUN LOOP 剖析 ........................................................................................................ 26

3.1.1 Run Loop 模式 ............................................................................................. 27

3.1.2 输入源 ........................................................................................................... 28

3.2 何时使用 RUN LOOP ................................................................................................ 33

3.3 使用 RUN LOOP 对象 ............................................................................................... 34

3.3.1 获得 Run Loop 对象 ..................................................................................... 34

3.3.2 配置 Run Loop .............................................................................................. 34

3.3.3 启动 Run Loop .............................................................................................. 36

3.3.4 退出 Run Loop .............................................................................................. 38

3.3.5 线程安全和 Run Loop 对象 ......................................................................... 38

3.4 配置 RUN LOOP 的源 ............................................................................................... 39

3.4.1 定义自定义输入源 ....................................................................................... 39

3.4.2 配置定时源 ................................................................................................... 45

3.4.3 配置基于端口的输入源 ............................................................................... 46

第四章线程同步 .................................................................................................................................... 57

4.1 同步工具 .................................................................................................................. 57

4.1.1 原子操作 ....................................................................................................... 57

4.1.2 内存屏障和 Volatile 变量 ........................................................................... 58

4.1.3 锁 ................................................................................................................... 58

4.1.4 条件 ............................................................................................................... 59

4.1.5 执行 Selector 例程 ........................................................................................ 60

4.2 同步的成本和性能 .................................................................................................. 60

4.3 线程安全和信号量 .................................................................................................. 61

4.4 线程安全设计的技巧 .............................................................................................. 62

4.4.1 完全避免同步 ............................................................................................... 62

4.4.2 了解同步的限制 ........................................................................................... 62

4.4.3 注意对代码正确性的威胁 ........................................................................... 62

4.4.4 当心死锁（Deadlocks）和活锁(Livelocks) ................................................ 64

4.4.5 正确使用 Volatile 变量 ................................................................................. 65

Threading Programming Guide

4.5 使用原子操作 .......................................................................................................... 65

4.6 使用锁 ...................................................................................................................... 67

4.6.1 使用 POSIX 互斥锁 ..................................................................................... 68

4.6.2 使用 NSLock 类 ............................................................................................ 68

4.6.3 使用@synchronized 指令 ............................................................................. 69

4.6.4 使用其他 Cocoa 锁 ....................................................................................... 70

4.7 使用条件 .................................................................................................................. 73

4.7.1 使用 NSCondition 类 .................................................................................... 73

4.7.2 使用 POSIX 条件 ......................................................................................... 74

附录 A：线程安全总结 ................................................................................................................................. 76

COCOA ................................................................................................................................. 76

基础框架（Fondation Framework）的线程安全 ........................................................ 76

Application Kit 框架的线程安全 .................................................................................. 82

Core Data 框架 .............................................................................................................. 84

CORE FOUNDATION（核心框架） ...................................................................................... 84

术语表 ............................................................................................................................................................. 86

结束语 ............................................................................................................................................................. 88

推荐资源 ......................................................................................................................................................... 89