面试题：Objective-C的Core Bluetooth处理多设备连接及数据同步

Question

假设在一个Objective-C项目中，需要同时连接多个蓝牙设备并确保数据同步接收与处理，如何利用Core Bluetooth框架实现？请阐述整体架构设计思路，包括如何管理多个连接、处理不同设备的数据以及避免数据冲突。

Answer 1

整体架构设计思路

1. 中心管理器（Central Manager）：
   • 创建一个CBCentralManager实例来管理与蓝牙设备的交互。该实例负责扫描周边设备、连接设备以及监控蓝牙状态变化。
   • 在CBCentralManagerDelegate协议方法中处理蓝牙状态变化，例如当蓝牙开启时开始扫描设备。
2. 设备连接管理：
   • 为每个要连接的蓝牙设备创建一个独立的CBPeripheral实例。
   • 使用一个数组或字典来存储所有的CBPeripheral实例，以便统一管理。例如，可以使用字典，以设备的identifier作为键，CBPeripheral实例作为值。
   • 在扫描到设备后，通过调用CBCentralManager的connectPeripheral:options:方法来连接设备，并在CBCentralManagerDelegate的centralManager:didConnectPeripheral:方法中处理连接成功的情况。
3. 服务与特征发现：
   • 连接成功后，在centralManager:didConnectPeripheral:方法中，调用CBPeripheral的discoverServices:方法来发现设备支持的服务。
   • 在CBPeripheralDelegate的peripheral:didDiscoverServices:方法中，遍历发现的服务，并对每个服务调用discoverCharacteristics:forService:方法来发现服务中的特征。
   • 在peripheral:didDiscoverCharacteristicsForService:error:方法中，处理发现的特征，根据特征的UUID确定要读取或订阅数据的特征。
4. 数据接收与处理：
   • 对于要接收数据的特征，调用setNotifyValue:forCharacteristic:方法订阅通知，以便设备有数据更新时能收到通知。
   • 在CBPeripheralDelegate的peripheral:didUpdateValueForCharacteristic:error:方法中处理接收到的数据。由于可能同时有多个设备的数据到达，需要根据CBPeripheral实例或特征的UUID来区分不同设备的数据。
   • 为每个设备或特征创建独立的队列（如dispatch_queue_t）来处理数据，避免不同设备数据处理过程中的冲突。例如，当接收到数据后，将数据处理任务提交到对应的设备队列中进行处理。
5. 避免数据冲突：
   • 队列隔离：如上述提到，为每个设备或特征相关的数据处理任务使用独立的队列，保证同一时间只有一个任务在处理特定设备的数据，避免多线程同时访问和修改数据。
   • 加锁机制：如果在某些情况下需要共享资源（如全局数据结构），可以使用锁（如NSLock或dispatch_semaphore）来确保在同一时间只有一个线程能访问共享资源。例如，当更新一个全局的设备数据统计信息时，先获取锁，更新完成后再释放锁。