iOS 子线程 UI 更新为什么会报错？
在 iOS 开发中，很多开发者在处理多线程的时候，都会碰到一个常见问题：在子线程中更新 UI 会导致崩溃或未定义行为。本文将深入探讨这一问题的原因，并提供解决方案与代码示例，帮助你更好地理解多线程和 UI 更新之间的关系。
什么是 UI 线程？
在 iOS 中，所有与用户界面相关的操作都必须在主线程（也称为 UI 线程）上执行。主线程负责处理用户的输入事件、更新界面以及进行动画渲染等。因此，如果我们在子线程中尝试更新 UI，就会导致应用的崩溃，从而引发各种不良体验。
为什么子线程不能更新 UI？
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线程安全：UIKit 不是线程安全的，允许多个线程同时修改 UI 元素会导致内存访问冲突，导致应用崩溃或者出现不可预知的行为。
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同步问题：多线程环境下，UI 更新需要确保只有主线程在执行以避免不必要的冲突。由于子线程和主线程的调度不同，子线程随时可能发生切换，这会导致状态不同步的问题。
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Apple 的开发者指南：Apple 在其开发者文档中明确指出，所有与 UI 相关的操作必须在主线程进行，以确保应用稳定性。
如何正确地进行 UI 更新？
在 iOS 中，我们应该使用 DispatchQueue 或者 performSelector:onThread: 方法将 UI 更新请求安全地传递到主线程。以下是两个常见的方式：
1. 使用 Grand Central Dispatch（GCD）
GCD 提供了一个简单的方法来调度任务到一个队列，在这个队列中我们可以安全地执行 UI 更新。
DispatchQueue.global(qos: .background).async {
// 在子线程进行一些耗时操作
let result = timeConsumingOperation()
// 切换到主线程进行 UI 更新
DispatchQueue.main.async {
self.updateUI(with: result)
}
}
在这个示例中，我们在后台线程中执行一个耗时操作，完成后通过 DispatchQueue.main.async 切回主线程更新 UI。
2. 使用 performSelector
另一个方法是使用 performSelector:onMainThread:withObject:waitUntilDone: 方法。
func someBackgroundTask() {
// 在子线程执行任务
let result = timeConsumingOperation()
// 切换到主线程更新 UI
self.performSelector(onMainThread: #selector(self.updateUI), with: result, waitUntilDone: false)
}
@objc func updateUI(with result: Any) {
// 更新 UI
}
虽然这种方式在某些情况下仍然可用，但通常我们更推荐使用 GCD，因为它语法更简洁且易于理解。
错误示例
下面是一个错误的示例，展示了在子线程试图直接更新 UI 的情况。
DispatchQueue.global(qos: .background).async {
// 在子线程中更新 UI（错误的做法）
self.label.text = "Hello, World!" // 这会导致崩溃
}
如果将上面代码放入代码中，程序将在运行时崩溃，抛出以下异常：
*** Terminating app due to uncaught exception 'NSInternalInconsistencyException', reason: 'You can only update the UI from the main thread'
这种错误是非常常见的，特别是对于初学者而言。因此，了解如何正确使用线程非常重要。
流程图
我们可以通过流程图和甘特图来更好地理解多线程与 UI 更新之间的关系。
flowchart TD
A[开始] --> B{是否在主线程?}
B -- 是 --> C[直接更新UI]
B -- 否 --> D[执行耗时操作]
D --> E[回到主线程更新UI]
E --> C
C --> F[结束]
甘特图
同时，我们也可以用甘特图来理解子线程和主线程之间的配合。
gantt
title 任务调度示例
dateFormat YYYY-MM-DD
section 子线程任务
耗时操作 :a1, 2023-01-01, 3d
section 主线程任务
更新UI :after a1 , 2d
总结
在 iOS 开发中，确保 UI 更新在主线程中进行是一项基本且至关重要的原则。通过正确使用 GCD 或者 performSelector，可以确保线程安全，从而避免应用崩溃或不稳定。此外，通过流程图和甘特图可以更清晰地理解主线程与子线程之间的关系。
希望通过本文的介绍，能够帮助你深入理解 iOS 子线程中 UI 更新的问题，并提供必要的方法来避免潜在的错误。无论是新手还是经验丰富的开发者，良好的多线程管理的能力都是实现高质量应用开发的关键。
