面试题：Objective-C运行时关联对象与属性注入技术的深度优化

Question

当涉及到高并发场景以及大量对象频繁进行关联和属性注入操作时，如何对Objective-C运行时中的关联对象与属性注入技术进行优化，以提升系统性能和稳定性？请从底层原理、内存管理、锁机制等方面进行详细分析。

Answer 1

底层原理优化

1. 减少动态关联操作：尽量在初始化阶段就完成对象关联，避免在高并发时频繁调用objc_setAssociatedObject等动态关联函数。因为动态关联操作涉及到哈希表查找、内存分配等开销，频繁操作会降低性能。例如，可以在对象初始化方法init中完成关联设置。
2. 优化关联存储结构：了解关联对象在底层是通过AssociationsManager、AssociationsHashMap以及ObjectAssociationMap等数据结构存储的。对于大量对象的关联，可以考虑根据业务特点对关联对象进行分组管理，减少哈希冲突，提高查找效率。比如，按照对象类型或者业务模块对关联对象进行分类存储。

内存管理优化

1. 及时释放关联对象：确保在对象销毁时，关联对象也能正确释放。使用OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC、OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN等合适的关联策略。对于OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC策略，要注意循环引用问题，可通过弱引用（OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN）或者__weak修饰符来打破循环。例如，在一个视图控制器持有一个关联的自定义数据对象时，如果担心循环引用，可将关联策略设置为OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN。
2. 避免不必要的内存分配：在属性注入时，尽量复用已有的对象，而不是每次都创建新对象。比如，对于一些常量性质的属性，可以使用单例模式提供的对象进行注入，减少内存碎片的产生。

锁机制优化

1. 使用读写锁：如果属性注入和关联对象操作存在多读少写的情况，可以使用读写锁（如pthread_rwlock）。读操作时允许多个线程同时进行，写操作时则独占锁，这样可以提高并发性能。例如，在一个多线程读取关联对象属性，但偶尔更新属性值的场景中，读写锁能有效提升效率。
2. 细粒度锁：不要对整个对象或者模块使用一把大锁，而是根据操作的具体部分，使用细粒度锁。比如，对于对象不同属性的注入操作，可以为每个属性或者相关属性组设置单独的锁，这样不同线程可以同时操作不同属性，减少锁竞争。但要注意锁的数量不宜过多，否则会增加锁管理的开销。