面试题：Objective-C可变数组在多线程环境下的应用与同步机制

1. 使用锁（NSLock、@synchronized 等）

NSLock
- 实现方式：

NSLock *lock = [[NSLock alloc] init];
NSMutableArray *mutableArray = [NSMutableArray array];

// 在访问可变数组前加锁
[lock lock];
[mutableArray addObject:@"element"];
[lock unlock];

- **利弊**：
    - **利**：简单直观，易于理解和实现。
    - **弊**：加锁和解锁操作增加了代码复杂度，如果在不合适的地方加锁或解锁，容易出现死锁问题。同时，锁的粒度不易控制，如果锁的范围过大，会影响程序的并发性能。

@synchronized
- 实现方式：

NSMutableArray *mutableArray = [NSMutableArray array];
id someObject = [[NSObject alloc] init];
@synchronized (someObject) {
    [mutableArray addObject:@"element"];
}

- **利弊**：
    - **利**：语法简洁，不需要显式管理锁对象。
    - **弊**：同样存在死锁风险，而且它使用的是递归锁，性能相对较低。并且它锁定的是一个对象，对于多个不同对象可能需要使用不同的锁，管理起来相对复杂。

2. 使用 GCD（Grand Central Dispatch）

串行队列
- 实现方式：

NSMutableArray *mutableArray = [NSMutableArray array];
dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("com.example.serialQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_async(serialQueue, ^{
    [mutableArray addObject:@"element"];
});

- **利弊**：
    - **利**：代码简洁，利用 GCD 的队列机制自动实现同步，避免了手动加锁解锁的繁琐操作。性能相对较高，特别是在多核环境下，系统可以高效地调度任务。
    - **弊**：如果所有与可变数组相关的操作都放在串行队列中，可能会影响其他需要并发执行的任务，导致整体性能下降。

并发队列 + 信号量
- 实现方式：

NSMutableArray *mutableArray = [NSMutableArray array];
dispatch_queue_t concurrentQueue = dispatch_queue_create("com.example.concurrentQueue", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);
dispatch_async(concurrentQueue, ^{
    dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
    [mutableArray addObject:@"element"];
    dispatch_semaphore_signal(semaphore);
});

- **利弊**：
    - **利**：结合了并发队列的高性能和信号量的同步功能，既能充分利用多核优势提高并发性能，又能保证可变数组操作的线程安全。
    - **弊**：需要额外管理信号量，增加了一定的代码复杂度，如果信号量的等待和信号操作处理不当，也可能出现死锁或资源泄漏问题。

3. 使用线程安全的集合类

NSMutableArray 的线程安全替代品（如 NSMutableCopyOnWriteArray）
- 实现方式：

NSMutableCopyOnWriteArray *mutableArray = [NSMutableCopyOnWriteArray array];
[mutableArray addObject:@"element"];

- **利弊**：
    - **利**：使用简单，无需额外的同步代码，开发者可以像使用普通可变数组一样操作。读操作性能高，因为读操作时不会加锁，而是操作原始数组，只有写操作时才会复制数组。
    - **弊**：写操作性能相对较低，因为每次写操作都需要复制整个数组，消耗额外的内存和时间。不适合频繁写操作的场景。

面试题：Objective-C可变数组在多线程环境下的应用与同步机制

知识考点

面试题答案

1. 使用锁（NSLock、@synchronized 等）

2. 使用 GCD（Grand Central Dispatch）

3. 使用线程安全的集合类