iOS 并发编程要点 – Swift 为例 2024年8月4日
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在 Swift 中，进行并发编程涉及多个核心概念和技术。以下是一些关键知识点：

1. Grand Central Dispatch (GCD)

  • DispatchQueue：GCD 的主要组件之一。可以创建串行或并行队列来调度任务。

    • 串行队列：任务按顺序一个接一个执行。
    • 并行队列：任务可以并行执行。
    // 串行队列
let serialQueue = DispatchQueue(label: "com.example.serialQueue")

// 并行队列
let concurrentQueue = DispatchQueue(label: "com.example.concurrentQueue", attributes: .concurrent)

  • 异步与同步：

    • 异步（async）：任务在后台线程中执行，主线程不会被阻塞。
    • 同步（sync）：任务在当前线程中执行，会阻塞当前线程直到任务完成。
    serialQueue.async {
  // 异步执行的代码
}

serialQueue.sync {
  // 同步执行的代码
}

2. Operation 和 OperationQueue

  • Operation：一种用于执行任务的高级抽象，支持优先级、取消、依赖关系等功能。

  • OperationQueue：用于管理和调度 Operation 对象的队列。

    let operationQueue = OperationQueue()

let operation = BlockOperation {
  // 执行任务
}

operationQueue.addOperation(operation)

3. DispatchSemaphore

  • DispatchSemaphore：用于控制对资源的并发访问，可以设置计数器来限制同时访问的线程数。

    let semaphore = DispatchSemaphore(value: 1)

semaphore.wait()  // 请求信号量
// 临界区代码
semaphore.signal()  // 释放信号量

4. Thread Safety

  • 锁（Lock）：例如 NSLock，用于保护共享资源，避免数据竞争。
  • 读写锁（Read-Write Lock）：例如 NSRecursiveLock 和 os_unfair_lock，允许多个线程同时读取，但写入时会加锁。

5. Swift Concurrency（Swift 5.5 及更高版本）

  • async 和 await：用于简化异步编程，提升代码可读性。

    func fetchData() async -> Data {
  // 异步获取数据
}

func processData() async {
  let data = await fetchData()
  // 处理数据
}

  • 任务（Task）：用于创建异步任务，可以在并发环境中运行。

    Task {
  await processData()
}

  • actor：用于保护共享状态，确保数据安全，防止数据竞争。

    actor DataManager {
  private var data: [String] = []

  func addData(_ newData: String) {
      data.append(newData)
  }

  func getData() -> [String] {
      return data
  }
}

  • 并发任务组（TaskGroup）：用于并行执行多个任务并等待它们完成。

    await withTaskGroup(of: Void.self) { group in
  group.addTask {
      // 执行任务 1
  }
  group.addTask {
      // 执行任务 2
  }
  // 等待所有任务完成
}

6. 错误处理

  • 在异步代码中，使用 do-catch 语句处理错误。

    do {
  try await someAsyncFunction()
} catch {
  print("Error occurred: \(error)")
}

掌握这些核心概念和技术，将帮助你在 Swift 中更有效地进行并发编程。