Swift中并发编程的入门之学

2023-10-26 00:10:05

绪论：何谓并发编程？

并发编程，顾名思义，即同时执行多个任务。它使程序能够充分利用计算机的多核处理器，提升程序运行效率。在Swift中，并发编程主要有两种实现方式：多线程与多进程。多线程是指在同一个进程内同时执行多个任务，而多进程是指在不同的进程内同时执行多个任务。本文将重点探讨多线程编程。

Swift中的多线程

在Swift中，线程可以使用Thread类来创建和管理。Thread类提供了许多方法来控制线程的生命周期，例如start()、join()和cancel()等。创建一个线程后，可以使用Thread.sleep(forTimeInterval:)方法让线程休眠一段时间。

// 创建一个线程
let thread = Thread {
    // 线程执行的任务
}

// 启动线程
thread.start()

// 等待线程执行完毕
thread.join()

GCD：Swift中的并发框架

GCD（Grand Central Dispatch）是苹果公司为iOS和macOS开发的并发框架。它提供了一组高级API，可以轻松地创建和管理线程。GCD的优势在于它可以自动管理线程的创建和销毁，从而降低了开发者的工作量。

GCD中最重要的概念之一是并发队列。并发队列可以同时执行多个任务，并且可以根据需要自动创建和销毁线程。GCD提供了两种类型的并发队列：串行队列和并发队列。串行队列一次只能执行一个任务，而并发队列可以同时执行多个任务。

// 创建一个串行队列
let serialQueue = DispatchQueue(label: "com.example.serialQueue")

// 创建一个并发队列
let concurrentQueue = DispatchQueue(label: "com.example.concurrentQueue", qos: .background, attributes: .concurrent)

// 在串行队列中执行任务
serialQueue.async {
    // 任务代码
}

// 在并发队列中执行任务
concurrentQueue.async {
    // 任务代码
}

Operation：GCD的高级封装

Operation是GCD的高级封装，它提供了一个更面向对象的接口来创建和管理并发任务。Operation可以代表各种类型的任务，例如网络请求、文件读写、图像处理等。Operation之间的依赖关系可以通过addDependency(_:)方法来指定。

// 创建一个Operation
let operation = BlockOperation {
    // 任务代码
}

// 添加依赖关系
operation.addDependency(otherOperation)

// 启动Operation
operation.start()

DispatchGroup：等待一组任务执行完毕

DispatchGroup是一个可以用来等待一组任务执行完毕的类。这在需要等待多个任务完成才能继续执行后续任务时非常有用。

// 创建一个DispatchGroup
let group = DispatchGroup()

// 在DispatchGroup中添加任务
group.enter()

// 执行任务
DispatchQueue.global().async {
    // 任务代码
    
    // 任务执行完毕后离开DispatchGroup
    group.leave()
}

// 等待所有任务执行完毕
group.wait()

// 继续执行后续任务

Semaphore：控制并发任务的数量

Semaphore是一个可以用来控制并发任务数量的类。这在需要限制同时执行的任务数量时非常有用。

// 创建一个Semaphore
let semaphore = DispatchSemaphore(value: 1)

// 执行任务
DispatchQueue.global().async {
    // 获取Semaphore
    semaphore.wait()
    
    // 任务代码
    
    // 释放Semaphore
    semaphore.signal()
}