面试题：Objective-C 文件操作与多线程数据持久化的挑战与解决方案

多线程环境下Objective-C文件操作与数据持久化可能遇到的问题

资源竞争：多个线程同时尝试访问和修改同一个文件，可能导致数据损坏或操作失败。例如，一个线程在写入文件时，另一个线程同时进行读取或写入操作，会破坏文件内容的一致性。
数据不一致：由于线程执行的不确定性，不同线程对数据的读取和写入顺序可能导致数据处于不一致的状态。比如，一个线程更新了内存中的数据，但还未将其持久化到文件，此时另一个线程读取到的是旧数据。
死锁：当多个线程相互等待对方释放资源时，会发生死锁。例如，线程A持有文件锁并等待文件中的某个资源，而线程B持有该资源锁并等待文件锁，从而导致两个线程都无法继续执行。

设计思路

锁机制：使用互斥锁（NSLock、pthread_mutex 等）或信号量（dispatch_semaphore）来保护共享资源，确保同一时间只有一个线程能够访问文件。
队列操作：利用 NSOperationQueue 或 dispatch_queue 将文件操作任务顺序执行，避免并发访问。
事务处理：对于复杂的数据持久化操作，采用事务机制，保证要么所有操作都成功，要么都失败，维护数据的一致性。

关键代码实现

使用 NSLock 保护文件操作

// 定义全局锁
NSLock *fileLock = [[NSLock alloc] init];

// 文件写入操作
- (void)writeToFile:(NSString *)content {
    [fileLock lock];
    NSString *filePath = @"/path/to/your/file.txt";
    NSError *error;
    [content writeToFile:filePath atomically:YES encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];
    if (error) {
        NSLog(@"写入文件失败: %@", error);
    }
    [fileLock unlock];
}

// 文件读取操作
- (NSString *)readFromFile {
    [fileLock lock];
    NSString *filePath = @"/path/to/your/file.txt";
    NSError *error;
    NSString *content = [NSString stringWithContentsOfFile:filePath encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];
    if (error) {
        NSLog(@"读取文件失败: %@", error);
    }
    [fileLock unlock];
    return content;
}

使用 dispatch_queue 顺序执行文件操作

// 创建一个串行队列
dispatch_queue_t fileQueue = dispatch_queue_create("com.example.fileQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);

// 文件写入操作
- (void)writeToFile:(NSString *)content {
    dispatch_async(fileQueue, ^{
        NSString *filePath = @"/path/to/your/file.txt";
        NSError *error;
        [content writeToFile:filePath atomically:YES encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];
        if (error) {
            NSLog(@"写入文件失败: %@", error);
        }
    });
}

// 文件读取操作
- (NSString *)readFromFile {
    __block NSString *content = nil;
    dispatch_sync(fileQueue, ^{
        NSString *filePath = @"/path/to/your/file.txt";
        NSError *error;
        content = [NSString stringWithContentsOfFile:filePath encoding:NSUTF8StringEncoding error:&error];
        if (error) {
            NSLog(@"读取文件失败: %@", error);
        }
    });
    return content;
}

使用事务处理（以 Core Data 为例）

// 获取 Core Data 堆栈中的 NSManagedObjectContext
NSManagedObjectContext *context = self.persistentContainer.viewContext;

// 开始事务
[context performBlockAndWait:^{
    NSError *error;
    // 进行数据操作，例如创建、更新或删除对象
    // 假设已经有一个名为 Person 的实体
    Person *newPerson = [NSEntityDescription insertNewObjectForEntityForName:@"Person" inManagedObjectContext:context];
    newPerson.name = @"John";
    newPerson.age = @30;
    
    if ([context save:&error]) {
        NSLog(@"事务成功提交");
    } else {
        NSLog(@"事务提交失败: %@", error);
        // 回滚事务
        [context rollback];
    }
}];

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面试题：Objective-C 文件操作与多线程数据持久化的挑战与解决方案

知识考点

面试题答案

多线程环境下Objective-C文件操作与数据持久化可能遇到的问题

设计思路

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