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iOS程式設計中throttle的那些事

不知道大家對throttle這個單詞是否看着眼熟,還是說對這個計算機基礎概念有很清晰的了解了。今天就來聊聊和throttle相關的一些技術場景。

我經常有一種感覺,對于英語這門語言的語感,會影響我們對于一些關鍵技術概念的了解。有時候在學習新技術知識的時候,我會先花一些時間去了解術語英文單詞的各種語義,在形成強烈清晰的語感之後,再去深入具體的技術語境。throttle也算是個生僻的單詞,至少在口語中畢竟少用到,先來看看詞義:

a device controlling the flow of fuel or power to an engine.

中文翻譯是節流器,一種控制流量的裝置。對應到我們計算機世界,可以了解成,一種控制資料或者事件流量大小的機制。這麼說可能還是有些抽象,再來看看一些具體的技術場景加深了解。

話說gcd幾乎是ios面試的必問題,也是個送分題:)。

我一般會機械式的先問:gcd有哪幾種queue?回答:串行queue和并行queue。

我繼續問:global queue有哪幾種優先級?回答:有幾種吧,大概記得default,low,high吧。

當然啦,答不出i/o throttle并不能說明技術不紮實,但能答出來,至少表明對待技術是有好奇心的,加分!

官方文檔如是說:

items dispatched to the queue run at background priority; the queue is scheduled for execution after all high priority queues have been scheduled and the system runs items on a thread whose priority is set for background status. such a thread has the lowest priority and any disk i/o is throttled to minimize the impact on the system.

那disk i/o throttle做什麼用呢?按照上面這段描述,disk i/o會impact system performance。

了解disk

i/o的影響需要補充一些大學課本上的知識。一次磁盤讀寫操作涉及到的硬體資源主要有兩個,cpu和磁盤。任務本身由cpu觸發和排程,讀操作發生時,cpu告知disk去擷取某個位址的資料,此時由于disk的讀操作存在尋址延遲,cpu是處于i/o

wait狀态,一直維持到disk傳回資料為止。處于i/o

wait狀态的cpu,此時并不能把這部分等待的時間用來處理其他任務,也就是說這一段等待的cpu時間被“浪費”了。而cpu是公共的系統資源,這部分資源的損耗自然會對系統的整體表現産生負面影響。即使global

queue使用的是子線程,也會造成cpu資源的消耗。

如果把任務的priority調整為dispatch_queue_priority_background,那麼這些任務中的i/o操作就被被控制,雖然具體的控制政策并沒有官方文檔描述(一種可能的政策是并發的disk

i/o變為串行的),但我們能确認的是,部分i/o操作的啟動時間很有可能被适當延遲,把更多的cpu資源騰出來處理其他任務(比如說一些系統資源的排程任務),這樣可以讓我們的系統更加穩定高效。簡而言之,對于重度磁盤i/o依賴的背景任務,如果對實時性要求不高,放到dispatch_queue_priority_background

queue中是個好習慣,對系統更友好。

實際上i/o throttle還分為好幾種,有disk i/o throttle,memory i/o throttle,和network i/o throttle。語義類似隻不過場景不同,繼續往下看。

早幾年讀asihttprequest源碼的時候,讀到過一段有意思的代碼:

在afnetworking中也有類似的代碼:

原諒我貼了一大段注釋,這段英文描述對于加深我們對于一些網絡行為的了解很有幫助。

這些知名的第三方網絡架構都有對newtork throttle的支援,你可能會好奇,我們為什麼要對自己發出的網絡請求做流量控制,難道不應該盡可能最大限度的利用帶寬嗎?

此處需要科普一點tcp協定相關的知識。我們通過http請求發送資料的時候,實際上資料是以packet的形式存在于一個send

buffer中的,應用層平時感覺不到這個buffer的存在。tcp提供可靠的傳輸,在弱網環境下,一個packet一次傳輸失敗的機率會升高,即使一次失敗,tcp并不會馬上認為請求失敗了,而是會繼續重試一段時間,同時tcp還保證packet的有序傳輸,意味着前面的packet如果不被ack,後面的packet就會繼續等待,如果我們一次往send

buffer中寫入大量的資料,那麼在弱網環境下,排在後面的packet失敗的機率會變高,也就意味着我們http請求失敗的幾率會變大,類似這樣:

iOS程式設計中throttle的那些事

大部分時候在應用層寫代碼的時候,估計不少同學都意識不到newtork

throttle這種機制的存在,在弱網環境下(丢包率高,帶寬低,延遲高)一些http請求(比如上傳圖檔或者日志檔案)失敗率會激增,有些朋友會覺得這個我們也沒辦法,畢竟網絡辣麼差。其實,作為有追求的工程師,我們可以多做一點點,而且弱網下請求的成功率其實是個很值得深入研究的方向。針對弱網場景,我們可以啟用newtork

throttle機制,減小我們一次往send

buffer中寫入的資料量,或者延遲某些請求的發送時間,這樣所有的請求在弱網環境下,都能「耐心一點,多等一會」,請求成功率自然也就适當提高啦。

那麼,再看afnetworking中的這個函數,是不是更能了解了呢?

network throttle展現了一句至理名言「慢即是快」。

不知道大家在寫ui的時候,有沒有遇到過使用者快速連續點選uibutton,産生多次touch事件回調的場景。以前機器還沒那麼快的時候,我在用一些app的時候,時不時會遇到偶爾卡頓,多次點選一個button,重複push同一個controller。有些工程師會在button的點選事件裡記錄一個timestamp,然後判斷每次點選的時間間隔,間隔過短就忽略,這也不失為一種解決辦法。

再後來學習rxswift的時候,看到:

終于有了優雅的書寫方式。發現沒有,throttle又出現了,這裡throttle控制的是什麼呢?不是disk讀寫,也不是network

buffer,而是事件,把事件本身抽象成了一種data,控制這種資料的流量或者産生頻率,就解決了上面我們所說重複點選按鈕的問題,so easy。

當然還會有更多的場景,throttle其實是個基礎的計算機知識。了解throttle相關的技術概念,需要在不同場景下去抽象出一個flow被節流的畫面。現在,如果讓你來解釋一些具體的技術場景下,throttle是怎麼回事,是不是可以信手拈來了: )

作者:mrpeak雜貨鋪

來源:51cto

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