面试题：Swift 控制流语句在高并发场景下的最佳实践与性能优化

1. 实现任务调度系统

在Swift中，可以使用Grand Central Dispatch (GCD) 结合控制流语句来实现任务调度系统。以下是一个简单的示例代码：

import Dispatch

// 定义任务优先级
enum TaskPriority {
    case high
    case medium
    case low
}

// 定义任务结构体
struct Task {
    let id: Int
    let priority: TaskPriority
    let dependencies: Set<Int>
    let operation: () -> Void
}

// 模拟任务列表
let tasks: [Task] = [
    Task(id: 1, priority: .high, dependencies: [], { print("Task 1 executed") }),
    Task(id: 2, priority: .medium, dependencies: [1], { print("Task 2 executed") }),
    Task(id: 3, priority: .low, dependencies: [1], { print("Task 3 executed") }),
    Task(id: 4, priority: .high, dependencies: [2, 3], { print("Task 4 executed") })
]

// 用于存储任务执行状态的字典
var taskStatus: [Int: Bool] = [:]

// 创建一个队列用于任务调度
let taskQueue = DispatchQueue(label: "com.example.taskQueue", attributes: .concurrent)

// 定义一个函数来执行任务
func executeTask(_ task: Task) {
    // 检查任务的依赖是否都已完成
    let allDependenciesMet = task.dependencies.allSatisfy { taskStatus[$0, default: false] }
    
    if allDependenciesMet {
        taskQueue.async {
            task.operation()
            taskStatus[task.id] = true
        }
    }
}

// 按优先级对任务进行排序
let sortedTasks = tasks.sorted {
    switch ($0.priority, $1.priority) {
    case (.high, .medium), (.high, .low), (.medium, .low):
        return true
    case (.medium, .high), (.low, .high), (.low, .medium):
        return false
    default:
        return $0.id < $1.id
    }
}

// 遍历并执行任务
for task in sortedTasks {
    executeTask(task)
}

2. 控制流语句的选择和使用

if语句：在executeTask函数中，使用if语句来检查任务的所有依赖是否都已完成。只有当所有依赖都满足时，才将任务添加到队列中执行。
switch语句：在对任务按优先级排序时，使用switch语句来比较任务的优先级，以确保高优先级任务在低优先级任务之前执行。
for循环：使用for循环遍历排序后的任务列表，并调用executeTask函数来执行每个任务。

3. 避免常见的并发问题

死锁：通过使用GCD的队列系统，避免手动管理锁，从而减少死锁的风险。GCD内部使用了线程池和队列管理机制，确保任务按顺序执行且不会出现死锁。
资源竞争：在这个实现中，每个任务是独立的操作，没有共享可变资源。如果存在共享资源，可以使用DispatchQueue的同步机制（如sync或barrier）来确保在访问共享资源时不会发生竞争。例如，如果有一个共享的计数器，在更新计数器时可以使用同步队列：

let sharedCounterQueue = DispatchQueue(label: "com.example.sharedCounterQueue")
var sharedCounter = 0

func incrementSharedCounter() {
    sharedCounterQueue.sync {
        sharedCounter += 1
    }
}

4. 性能影响分析

优点：
- 高效执行：GCD利用系统级的线程池，减少了线程创建和销毁的开销，提高了任务执行的效率。
- 并发控制：通过队列的并发属性，可以同时执行多个任务，充分利用多核处理器的性能。
- 优先级管理：通过对任务按优先级排序，高优先级任务能够优先执行，保证了关键任务的及时性。
缺点：
- 队列管理开销：虽然GCD减少了线程管理的开销，但队列本身也有一定的管理开销，特别是在任务数量非常大时，可能会影响性能。
- 依赖检查开销：每次执行任务前检查依赖关系会带来额外的计算开销，如果依赖关系复杂，可能会降低整体性能。

综上所述，通过合理使用Swift控制流语句和GCD技术，可以实现一个高效、有序的任务调度系统，同时有效避免常见的并发问题。在实际应用中，需要根据任务的具体特性和系统资源进行优化。

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面试题：Swift 控制流语句在高并发场景下的最佳实践与性能优化

知识考点

面试题答案

1. 实现任务调度系统

2. 控制流语句的选择和使用

3. 避免常见的并发问题

4. 性能影响分析