面试题：Kotlin自定义View绘制性能优化与多线程协作

整体架构设计

主线程负责UI更新调度：主线程主要负责接收系统的UI绘制请求，并调度具体的绘制任务。它持有最终要显示到屏幕上的UI状态。
工作线程进行实际绘制计算：创建一个或多个工作线程（例如使用kotlinx.coroutines的Coroutine或Thread类），这些线程负责进行复杂的绘制逻辑计算，比如路径生成、图形变换等。工作线程不直接与UI交互，而是将计算结果传递给主线程。
数据共享机制：使用一个线程安全的数据结构（如ConcurrentHashMap、Atomic类型变量等）来存储绘制过程中需要共享的数据，如绘制参数、中间计算结果等。工作线程更新这些共享数据，主线程读取并使用这些数据进行最终绘制。

关键同步控制机制

锁机制：
- 互斥锁（Mutex）：在kotlinx.coroutines中可以使用Mutex。例如，当工作线程和主线程都需要访问或修改共享的绘制数据时，通过获取Mutex锁来保证同一时间只有一个线程可以操作数据。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.sync.Mutex

val mutex = Mutex()
val sharedData = mutableListOf<Int>()

val job1 = GlobalScope.launch {
    mutex.lock()
    try {
        // 工作线程修改共享数据
        sharedData.add(1)
    } finally {
        mutex.unlock()
    }
}

val job2 = GlobalScope.launch {
    mutex.lock()
    try {
        // 主线程读取共享数据
        val value = sharedData[0]
    } finally {
        mutex.unlock()
    }
}

- **读写锁（`ReadWriteLock`）**：如果有大量线程读取共享数据，但只有少数线程进行写入操作，可以使用读写锁。读操作可以并发执行，写操作则需要独占访问。`kotlinx.coroutines.sync`提供了`ReadWriteLock`接口，实现类如`StandardReadWriteLock`。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.sync.ReadWriteLock
import kotlinx.coroutines.sync.StandardReadWriteLock

val lock: ReadWriteLock = StandardReadWriteLock()
val sharedValue = 0

val readJob = GlobalScope.launch {
    lock.readLock().lock()
    try {
        // 读取共享值
        val value = sharedValue
    } finally {
        lock.readLock().unlock()
    }
}

val writeJob = GlobalScope.launch {
    lock.writeLock().lock()
    try {
        // 修改共享值
        sharedValue = 1
    } finally {
        lock.writeLock().unlock()
    }
}

信号量（Semaphore）：用于控制同时访问共享资源的线程数量。例如，在绘制过程中有一些资源（如GPU资源模拟）只能被一定数量的线程同时使用，可以使用Semaphore。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.sync.Semaphore

val semaphore = Semaphore(2) // 允许2个线程同时访问

val job1 = GlobalScope.launch {
    semaphore.acquire()
    try {
        // 访问受限资源
    } finally {
        semaphore.release()
    }
}

val job2 = GlobalScope.launch {
    semaphore.acquire()
    try {
        // 访问受限资源
    } finally {
        semaphore.release()
    }
}

使用Atomic类型：对于简单的共享变量，如计数器，可以使用Atomic类型（如AtomicInteger、AtomicBoolean等）。这些类型提供了原子操作，无需额外的锁机制即可保证线程安全。

import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger

val counter = AtomicInteger(0)

val incrementJob = GlobalScope.launch {
    counter.incrementAndGet()
}

val getJob = GlobalScope.launch {
    val value = counter.get()
}

生产者 - 消费者模式：使用Channel（kotlinx.coroutines.channels.Channel）实现生产者 - 消费者模式。工作线程作为生产者将计算好的绘制数据发送到Channel，主线程作为消费者从Channel中接收数据进行绘制。Channel本身是线程安全的。

import kotlinx.coroutines.*
import kotlinx.coroutines.channels.Channel

val channel = Channel<Int>()

val producerJob = GlobalScope.launch {
    for (i in 1..10) {
        channel.send(i)
    }
    channel.close()
}

val consumerJob = GlobalScope.launch {
    for (item in channel) {
        // 主线程使用接收到的数据进行绘制
    }
}

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面试题：Kotlin自定义View绘制性能优化与多线程协作

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关键同步控制机制