线程与进程

iOS 多线程（上）

引言

多线程编程是现代软件开发中不可或缺的一部分，它使我们能够充分利用多核处理器的强大功能，显著提升应用程序的性能和响应能力。在本文中，我们将深入探讨 iOS 中的多线程概念，从基础知识入手，逐步剖析其内部机制和最佳实践。

线程

线程是进程的基本执行单元，代表着正在运行的代码。每个线程都有自己的独立堆栈和程序计数器，并共享进程的全局数据和资源。

进程

进程是一个包含多个线程的独立执行实体。它负责分配系统资源，如内存和 CPU 时间。每个进程都拥有自己独立的内存空间，以防止不同进程的数据相互干扰。

• 提升性能： 多线程允许应用程序在多个核心上同时执行任务，充分利用硬件资源。
• 增强响应能力： 当应用程序的某些部分需要执行耗时操作时，多线程可以防止整个应用程序卡顿，从而保持界面响应迅速。
• 提高可伸缩性： 多线程使应用程序能够在多核系统中轻松扩展，满足更高的性能需求。

iOS 提供了多种多线程技术，以满足不同的编程需求：

• NSThread： 一个低级多线程 API，提供了对线程的直接控制。
• GCD（Grand Central Dispatch）： 一个高级多线程 API，简化了多线程编程，提供了更方便的并发原语和任务管理功能。
• Operation Queues： 一种方便的方法，可以将任务组织成队列，并在指定线程上执行。

NSThread 是一个 Objective-C 类，允许开发者创建和管理线程。它提供了对线程属性的低级访问，例如优先级、名称和栈大小。

创建 NSThread：

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

启动线程：

[thread start];

GCD

GCD（Grand Central Dispatch）是 iOS 中多线程编程的首选 API。它提供了一组强大的并发原语，包括队列、组和信号量。

队列是一个 FIFO（先进先出）数据结构，用于管理任务。每个队列都有一个关联的线程池，负责执行队列中的任务。

创建队列：

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.example.myqueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);

任务是需要在队列中执行的代码块。它们可以通过 dispatch_async() 或 dispatch_sync() 函数添加到队列中。

添加任务：

dispatch_async(queue, ^{
  // 执行任务
});

组允许您跟踪多个任务的执行情况。当组中所有任务完成时，它会发出一个通知。

创建组：

dispatch_group_t group = dispatch_group_create();

添加任务到组：

dispatch_group_enter(group);
dispatch_async(queue, ^{
  // 执行任务
  dispatch_group_leave(group);
});

信号量是一种同步原语，用于控制对共享资源的访问。它可以确保同一时间只有一个线程访问该资源。

创建信号量：

dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);

获取信号量：

dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);

释放信号量：

dispatch_semaphore_signal(semaphore);

Operation Queues 是一个方便的方法，可以将任务组织成队列，并在指定线程上执行。Operation 对象封装了任务的逻辑，并提供了方便的方法来管理任务的依赖关系和执行状态。

创建 Operation Queue：

NSOperationQueue *queue = [[NSOperationQueue alloc] init];

添加 Operation：

[queue addOperationWithBlock:^{
  // 执行任务
}];

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