本文只是对线程间通信传递数据方式总结比较,对于详细的使用请自行查阅相关文档,不在此做详细介绍。
系列文章传送门:
☞ iOS各种锁总结
☞ iOS多线程总结
概述
对于线程间通信,一般多用于线程间传递数据及线程间同步控制,对于线程间同步控制已在iOS各种锁总结中阐述,本文将着重介绍常用的线程间传递数据方式。
通信方式
主要包括传统的可用于线程间通信的进程间通信方式,Mach
内核核心mach port
,NSObject
对象、GCD
及操作队列等方式。
传统方式
管道
由于iOS
沙盒机制的限制,命名管道文件路径需要指定在应用内部,如临时/tmp
目录,这也限制了进程间通信方式,但不妨碍其线程间通信,不过其为“半双工”通信,使用也存在许多限制,如原子性写入数据长度受限于缓存大小、消息封装及边界、进程异常消息丢失等问题。
注意;管道阻塞模式打开会阻塞等待另一方读或者写打开,若在主线程打开需要保证管道已经在其他线程读/写打开,否则可能会打开失败,且管道为半双工通信,只能读或者写打开;
tem:提供一个即时创建临时文件的地方,但不需要持久化,应用关闭之后就可能被删除或系统在程序不运行时,会帮助我们清除掉(类似android中缓冲ACache类似sd卡、或应用专享目录storage/emulated/0/Android/data/app_package_name/files与cache目录)。
套接字
常用的本机通信为“域套接字”,多用于进程间通信,但也可以用于线程间通信,一般使用较少;对于指定socket
域套接字文件路径也存在沙盒机制限制,并且需要处理消息边界;
共享内存
本身线程间共享进程的内存空间,因此不需要专门使用进程间“共享内存”方式,可直接使用进程空间(如全局变量)来传递数据,并通过线程间同步方式来控制数据同步,如互斥锁、信号量、同步锁、读写锁等;
共享存储
如通过临时文件、plist
文件、持久化存储(如NSUserDefault
)等共享存储的方式也可以传递数据,通过线程锁来解决数据一致性问题。
Mach Port
mach
消息是Mach IPC的核心基础,消息可以在在两个port
端口(或称为端点)之间传递,端口可以是单主机也可以是远程机器,并解决了消息参数串行化、对齐、填充和字节顺序问题,具体mach
消息可见unix
进程间通信。
对于底层的mach
api使用较少,并且需要深刻理解内核mach
对象框架,不过Core Foundation
和Foundation
为Mach Port
提供了高级API,在内核基础上封装的CFMachPort / NSMachPort作为runloop
源结合runloop
实现异步通信;其中苹果官方给出的NSNotificaiton
通知转发到指定线程处理,就是利用Mach Port
加入到转发线程runloop
中来处理,具体可见iOS NSNotification
使用及原理实现。
mach相关的头文件定义在<mach/message.h>相关的头文件中,CFMachPort定义在<CFMachPort.h>中
其优势在于结合runloop
来实现异步通信,并且更接近于内核态对象更为高效;
NSObject对象
主要是通过NSObject
对象提供的线程相关的api,如下:
//主线程
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait modes:(nullable NSArray<NSString *> *)array;
- (void)performSelectorOnMainThread:(SEL)aSelector withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
//指定线程
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait modes:(nullable NSArray<NSString *> *)array;
- (void)performSelector:(SEL)aSelector onThread:(NSThread *)thr withObject:(nullable id)arg waitUntilDone:(BOOL)wait;
对于指定线程,可将线程对象注册到某个全局对象中,或者通过线程类方法来获取指定线程;
其实现是结合
runloop
runtime
及条件锁来实现,具体可参见iOS 查漏补缺 - PerformSelector、 iOS runloop由浅入深
典型的用途就是创建常驻线程,通过performSelector:onThread:withObject..
将携带参数的任务添加到常驻线程去处理,比如AFNetworking2.x
;
GCD
主要是向主队列、全局队列或者自定义队列添加任务,利用block
会传递上下文来携带通信参数,并通过dispatch_sync
、dispatch_group
dispatch_barrier
等方式同步任务。
NSOperationQueue
主要是向操作队列添加任务,通过添加依赖关系来控制同步,若需要传递数据可通过block
来截获上下文数据,但注意对象的生命周期避免循环引用问题,具体可参见iOS多线程总结。
小结
对于线程间通信常见的是线程间同步控制,比如通过线程锁、GCD
队列、NSOperationQueue
操作队列;若涉及到线程间同步传递数据,最有效的方式是通过共享的进程内存并结合线程锁来控制数据同步;若涉及到线程间异步传递数据,可通过mach port
或者performSelector:onThread:withObject:waitUtilDone:
并结合runloop
来实现。
传递数据大小而言,对于大容量数据,一般会存储到临时文件并传递文件描述符;
具体的线程间通信方式需要根据实际的使用场景来选择,如同步/异步、传递数据大小、单向/双向通信等。
网友评论