Что такое многопоточность?

Многопоточность в iOS - это использование множества потоков выполнения (threads) внутри одного процесса приложения, позволяющее выполнять несколько задач одновременно или псевдоодновременно, избегая блокировки основного потока UI и поддерживая отзывчивость интерфейса.

Принципы и компоненты:

• Поток (Thread): Независимая единица выполнения внутри процесса. Имеет собственный стек вызовов, набор регистров, но разделяет память с другими потоками того же процесса.
• Основной поток (Main Thread): Отвечает за обновление UI и обработку пользовательских событий. Любые длительные операции на нем приводят к "зависанию" приложения.
• Фоновые потоки (Background Threads): Используются для выполнения ресурсоемких задач (сетевые запросы, вычисления, обработка данных) без блокировки основного потока.
• Состояние гонки (Race Condition): Возникает, когда два или более потока пытаются одновременно получить доступ к общим данным и изменить их, что может привести к непредсказуемым результатам.
• Взаимная блокировка (Deadlock): Ситуация, когда два или более потока ждут друг друга, чтобы освободить ресурсы, в результате чего ни один из них не может продолжить выполнение.
• Инструменты iOS для многопоточности:
  • GCD (Grand Central Dispatch): Низкоуровневый API, основанный на очередях (dispatch queues). Управляет пулом потоков и распределяет задачи по ним. Поддерживает последовательные и параллельные очереди.
  • Operation Queues (NSOperationQueue/Operation): Объектно-ориентированная абстракция над GCD. Позволяет создавать задачи (Operation), управлять их зависимостями, приостанавливать, возобновлять и отменять их.
  • Locks (NSLock, DispatchQueue sync): Механизмы для синхронизации доступа к общим ресурсам и предотвращения состояний гонки.

Пример использования GCD:

// Выполнение задачи в фоновой очереди
DispatchQueue.global(qos: .userInitiated).async {
    // Длительная операция (например, загрузка данных)

    // После завершения, обновить UI в основном потоке
    DispatchQueue.main.async {
        // Обновление UI
    }
}

Пример использования OperationQueue:

import Foundation

// Создание очереди операций
let operationQueue = OperationQueue()

// Создание операции
let operation = BlockOperation {
    // Длительная операция
    print("Выполняется операция")
}

// Добавление операции в очередь
operationQueue.addOperation(operation)

// Можно добавить зависимости между операциями
// let anotherOperation = ...
// operation.addDependency(anotherOperation)

Многопоточность важна для:

• Отзывчивости UI.
• Повышения производительности за счет параллельного выполнения.
• Эффективного использования ресурсов устройства.

При работе с многопоточностью необходимо тщательно управлять доступом к общим ресурсам во избежание проблем синхронизации.