IOS编程中使用多线程

在app store中的很多应用程序非常的笨重，他们有好的界面，但操作性很差，比如说当程序从网上或本地载入数据的时候，界面被冻结了，用户只能等程序完全载入数据之后才能进行操作。 当打开一个应用程序时，iphone会产生一个包含main方法的线程，所用程序中的界面都是运行在这个线程之中的（table views, tab bars, alerts…）,有时候我们会用数据填充这些view，现在问 题是如何有效的载入数据，并且用户还能自如的操作程序。方法是启动新的线程，专门用于数据的下载，而主线程不会因为下载数据被阻塞。 不管使用任何编程语言，在实现多线程时都是一件很麻烦的事情。更糟糕的是，一旦出错，这种错误通常相当糟糕。然而，幸运的是apple从os x10.5在这方面做了很多的改进，NSThread的引入，使得开发多线程应用程序容易多了。除此之外，它们还引入了两个全新的类，NSOperation和NSOperationQueue。 ### IOS编程中使用多线程 #### 背景与问题描述 在iOS应用开发过程中，经常遇到的一个问题是：应用程序加载数据时导致UI界面卡顿甚至假死，从而严重影响用户体验。例如，当从网络或者本地数据库加载大量数据时，由于主程序线程被长时间占用，用户界面将无法响应用户的任何交互动作，直到数据加载完成。这不仅降低了应用程序的响应速度，而且可能会让用户感到困惑和不耐烦。 #### 解决方案——多线程技术的应用 为了改善这一状况，可以采用多线程技术来处理数据加载等耗时操作，确保用户界面始终保持活跃状态。苹果公司在OS X 10.5及后续版本中，对多线程的支持进行了显著增强，引入了`NSThread`、`NSOperation`以及`NSOperationQueue`等类，使得开发者能够更加轻松地管理和控制多线程任务。 #### NSThread简介 `NSThread`是Objective-C中用于创建和管理线程的基本类。它允许开发者定义和执行独立于主线程的任务。使用`NSThread`创建新线程的基本步骤如下： 1. 创建一个新的`NSThread`实例。 2. 定义线程的执行逻辑（通常是通过实现`main`方法）。 3. 调用`start`方法启动线程。 然而，直接使用`NSThread`管理多个并发任务较为繁琐，特别是当涉及到线程同步和依赖关系时。为了解决这个问题，苹果公司提供了更高级别的抽象——`NSOperation`和`NSOperationQueue`。 #### NSOperation与NSOperationQueue `NSOperation`是另一种执行后台任务的方式，相比于`NSThread`更为灵活和强大。它不仅可以封装任意的任务逻辑，还可以与其他`NSOperation`对象之间建立依赖关系，从而实现复杂的并发任务调度。 - **NSOperation**：每个`NSOperation`对象代表一个具体的任务，内部封装了任务的执行逻辑。可以通过重写`main`方法来定义具体的任务逻辑。 - **NSOperationQueue**：用于管理一系列`NSOperation`对象的队列。它可以自动调度队列中的任务，支持设置最大并发数等高级功能。 #### 实战示例 下面是一个简单的示例代码，展示了如何使用`NSOperation`和`NSOperationQueue`来异步加载网页数据，并在主线程中更新UI。 1. **定义NSOperation子类**：首先需要创建一个自定义的`NSOperation`子类，用于封装网页加载的具体逻辑。 ```objective-c @interface PageLoadOperation : NSOperation @property (nonatomic, retain) NSURL *targetURL; - (id)initWithURL:(NSURL *)url; @end @implementation PageLoadOperation - (id)initWithURL:(NSURL *)url { if (![super init]) return nil; self.targetURL = [url retain]; return self; } - (void)main { NSString *webpageString = [[NSString alloc] initWithContentsOfURL:self.targetURL encoding:NSUTF8StringEncoding error:nil]; NSError *error = nil; NSXMLDocument *document = [[NSXMLDocument alloc] initWithXMLString:webpageString options:NSXMLDocumentTidyHTML error:&error]; if (!document) { NSLog(@"Error loading document (%@): %@", self.targetURL, error); return; } [[AppDelegate shared] performSelectorOnMainThread:@selector(pageLoaded:) withObject:document waitUntilDone:YES]; [document release]; } @end ``` 2. **AppDelegate类**：接下来，我们需要在`AppDelegate`类中定义一个`NSOperationQueue`实例，并实现一个更新UI的方法。 ```objective-c @interface AppDelegate : NSObject @property (nonatomic, strong) NSOperationQueue *queue; + (instancetype)shared; - (void)pageLoaded:(NSXMLDocument *)document; @end @implementation AppDelegate + (instancetype)shared { static AppDelegate *shared = nil; static dispatch_once_t onceToken; dispatch_once(&onceToken, ^{ shared = [[AppDelegate alloc] init]; }); return shared; } - (instancetype)init { self = [super init]; if (self) { self.queue = [[NSOperationQueue alloc] init]; } return self; } - (void)pageLoaded:(NSXMLDocument *)document { // 在这里更新UI } @end ``` 3. **使用NSOperationQueue**：可以在适当的地方创建并添加`PageLoadOperation`到`NSOperationQueue`中。 ```objective-c NSURL *url = [NSURL URLWithString:@"http://example.com"]; PageLoadOperation *operation = [[PageLoadOperation alloc] initWithURL:url]; [AppDelegate.shared.queue addOperation:operation]; ``` 通过上述步骤，我们成功地实现了异步网页加载并更新UI的功能，避免了因数据加载而导致的UI卡顿问题。这种方式不仅提高了应用的性能和响应速度，也大大提升了用户体验。