多线程相关面试问题

内部创建了一个pthread线程，当main函数或者说指定的target-selector执行结束之后，系统会为线程做退出管理操作，如果想实现一个常驻线程的话，就需要我们在NSThread的target的selector方法中维护一个事件循环

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一、GCD

1、同步串行

2、同步并发

3、异步串行

4、异步并发

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GCD 底层创建的线程没有默认不开启 runloop，所以 performSelector 的任务所在线程没有对应的 runloop，所以无法执行

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5、dispatch_barrier_async()

有难度的问法：如何实现多读单写？
简单点的问法：如何通过 GCD 实现多读单写？

解决方案：

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6、dispatch_group_async()

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临时想到的问题：

• 比如通过 **SDWebImage** 下载图片，本身SDWebImage的下载又是异步的，下载完成后再回到SD自己的回调，怎么记录每个sd的下载好的图片，在notify中使用？
• dispatch_group还有其他什么用途？

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二、NSOperation

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• 任务执行状态

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  引申出一道面试题

  

• 自我扩展：如何给任务添加依赖以及要点和注意点？

• 最大并发量的使用要点和注意点？

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三、NSThread

主要考察 NSThread 也就两个

• 如何通过 NSThread 结合 Runloop 实现一个常驻线程？
• NSThread 的内部实现机制是怎样的？

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这两个问题回答如下：

内部创建了一个pthread线程，当main函数或者说指定的target-selector执行结束之后，系统会为线程做退出管理操作，如果想实现一个常驻线程的话，就需要我们在NSThread的target的selector方法中维护一个事件循环

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由此可见，如果不在 main​函数中添加一个 Runlloop​，线程就会 立马销毁​

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​NSThread​​ 的 执行原理是什么样的？

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四、多线程与琐

iOS 中都有哪些琐？ ​​

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@synchronized

一般在 创建单例对象 的时候使用，来保证在多线程环境下创建单例对象是唯一的

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atomic

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OSSpinLock(已废弃， 已被替换为 os_unfair_lock)

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谈谈你对 OSSpinLock 的理解

满分回答：

• 自旋锁，循环等待访问，并不释放当前资源
• 用于轻量级数据访问，简单的 int 值 +1/-1 操作
• 在看 runtime 源码内存管理的时候，发现引用计数就是通过此方案实现的

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os_unfair_lock

NSLock

一般用于解决细粒度的线程同步问题，保证各个线程互斥进入临界区

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• 当已获取锁再去获取锁时，就会因为 **重入** 的问题导致死锁
• 通过 递归锁 NSRecursiveLock 来解决

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NSRecursiveLock

应用场景：

• 递归场景需要加锁

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NSCondition 和 NSConditionLock（条件锁）

• NSCondition

  

• NSConditionLock

  

互斥锁 (​pthread_mutex)

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dispatch_semaphore_t

原理分析：

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五、多线程面试问题总结

• 怎样用 GCD 多读单写？

  • 解决方案：

    并发队列，读时同步读取，写时用异步栅栏函数

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• iOS 系统为我们提供的几种多线程技术？各自的特点是怎么样的？

  • GCD、NSOperation 和 NSOperationQueue、NSThread

  • 各自的特点

    • GCD

      • 特点：

        • 基于 C 语言的底层 API：高性能，充分利用多核处理器

        • 队列驱动模型：

          • 队列类型： 串行队列（顺序执行）、并发队列（并行执行）、主队列（UI 线程专用）。
          • 任务派发方式： dispatch_sync（同步阻塞）、dispatch_async（异步非阻塞）

        • 自动线程管理：系统自动分配线程资源，开发者无需关注线程细节

        • 高级功能：

          • 栅栏（Barrier） ：确保写操作独占队列，解决读写竞争
          • 组（Group） ：协调多个任务的完成状态

        • 缺点：任务复杂的依赖关系需手动实现，灵活性较低

      • 应用场景：

        • 高并发任务：如图片下载

        • 简单的线程同步：

          • 开辟子线程执行任务
          • 异步耗时操作完成后异步回主线程操作 UI
          • 利用异步栅栏函数实现多读单写功能
          • 通过队列组实现多个异步任务完成后通过 group 进行回调统一处理逻辑，比如我们的正文页生成海报分享，需要下载多个图片然后统一绘制海报，如何拼接多个图片和文字

    • NSOperation 和 NSOperationQueue

      • 特点：

        • 面向对象抽象：基于 GCD 封装，提供更高层级的任务管理

        • 任务控制能力：

          • 添加、移除任务之间依赖顺序

          • 优先级控制：通过 queuePriority​调整任务执行顺序

          • 控制任务执行状态，如重写 main 或 start 方法，取消与暂停任务等等

            

          • 控制最大并发量

        • 线程池管理：NSOperationQueue 自动管理线程数量和复用

        • 缺点：相比 GCD 略有性能开销

      • 应用场景：

        • 复杂任务调度（如批量下载、数据处理流水线），比如第三方框架的 AFNetworking、SDWebImage 等都用到了

    • NSThread

      • 特点：

        • 轻量级线程管理：每个线程对应一个 NSThread 对象，适合简单任务。
        • 显式线程控制：需手动管理线程的启动、暂停、取消及同步，易引发资源竞争或死锁。
        • 与 RunLoop 结合：可通过 performSelector​系列方法实现线程间通信，也可以实现线程保活等

      • 应用场景：

        • 简单任务
        • 调试多线程问题（如使用[NSThread currentThread]跟踪线程）
        • 结合 Runloop 实现常驻线程（线程保活）、performSelector​ 实现线程同步

• NSOperation 对象在 Finish 之后怎样从 queue 中移除的？

  内部完成之后，会通过 KVO 改变 isExecuting 和 isFinished 状态，queue 可以监听到状态的改变，从而将 NSOperation 对象移除

• 你都用过哪些锁？结合实际谈谈你是怎样使用的？

  • NSLock：

    • 特点：

      • 基础互斥锁，不可重入

    • 使用场景：

      • 保护简单的临界区，简单加锁场景，无递归无重入场景的时候

  • NSRecursiveLock:

    • 特点：允许同一线程多次加锁，解决递归调用死锁问题

    • 使用场景：

      • 递归函数或嵌套方法链，如递归查找导航栈顶控制器

  • @synchronized

    • 特点：隐式递归锁，自动异常处理，性能较差但易用性高

    • 使用场景：

      • 快速保护代码块，如单例初始化

      • 临时资源操作：在数据缓存工具类中保护临时缓存操作

        - (void)cacheData:(NSData *)data forKey:(NSString *)key {
            @synchronized (self.cache) {
                [self.cache setObject:data forKey:key];
            }
        }
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  • dispatch_semaphore_t 信号量

    • 特点： 通过计数控制并发数，性能优异，耗时是纳秒级的

    • 使用场景：限制资源并发访问量，如线程池或网络请求节流，案例如下

      // 限制最大并发数为4
      dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(4);
      
      - (void)downloadImageWithURL:(NSURL *)url {
          dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
              dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
              // 执行下载
              dispatch_semaphore_signal(semaphore);
          });
      }
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