iOS | 面试知识整理 - 多线程 (六)

前言:

最近公司项目不怎么忙, 闲暇时间把iOS 在面试中可能会遇到的问题整理了一番, 一部分题目是自己面试遇到的,一部分题目则是网上收录的, 方便自己巩固复习, 也分享给大家! 知识点比较多,比较杂,这里做了分类,下面是分类链接地址;

面试知识点整理 - 目录:

iOS | 面试知识整理 - OC基础 (一)
iOS | 面试知识整理 - OC基础 (二)
iOS | 面试知识整理 - OC基础 (三)
iOS | 面试知识整理 - UI 相 关 (四)
iOS | 面试知识整理 - 内存管理 (五)
iOS | 面试知识整理 - 多 线 程 (六)
iOS | 面试知识整理 - 网络相关 (七)
iOS | 面试知识整理 - 数据持久化 (八)
iOS | 面试知识整理 - Swift 基础 (九)

iOS | 面试知识整理 - 多 线 程 (六)

1.什么是多线程?

  • 多线程是指实现多个线程并发执行的技术,进而提升整体处理性能。
  • 同一时间,CPU 只能处理一条线程,多线程并发执行,其实是 CPU 快速的在多条线程之间调度(切换)如果 CPU 调度线程的时间足够快, 就造成了多线程并发执行的假象
    • 主线程的栈区 空间大小为1M,非常非常宝贵
    • 子线程的栈区 空间大小为512K内存空间
  • 优势
    充分发挥多核处理器的优势,将不同线程任务分配给不同的处理器,真正进入“并行计算”状态
  • 弊端
    新线程会消耗内存控件和cpu时间,线程太多会降低系统运行性能。

2.进程和线程区别?

  • 进程:正在运行的程序,负责程序的内存分配,每一个进程都有自己独立的虚拟内存空间。(一个程序运行的动态过程)
  • 线程:线程是进程中一个独立执行的路径(控制单元)一个进程至少包含一条线程,即主线程可以将耗时的执行路径(如网络请求)放在其他线程中执行。
  • 进程和线程的比较
    • 线程是 CPU 调用的最小单位
    • 进程是 CPU 分配资源和调度的单位
    • 一个程序可以对应多个进程,一个进程中可有多个线程,但至少要有一条线程,
    • 同一个进程内的线程共享进程资源

3.线程间怎么通信?

  • 线程间的通信体现: 一个线程传递数据给另一个线程,
  • 在一个线程中执行完特定的任务后,转到另一个线程继续执行任务。

4.iOS的多线程方案有哪几种?

image.png

5. 什么是GCD?

GCD(Grand Central Dispatch), 又叫做大中央调度, 它对线程操作进行了封装,加入了很多新的特性,内部进行了效率优化,提供了简洁的C语言接口, 使用更加高效,也是苹果推荐的使用方式.

6.GCD 的队列类型?

GCD的队列可以分为2大类型

  • 并发队列(Concurrent Dispatch Queue
    可以让多个任务并发(同时)执行(自动开启多个线程同时执行任务)
    并发功能只有在异步(dispatch_async)函数下才有效

  • 串行队列(Serial Dispatch Queue
    让任务一个接着一个地执行(一个任务执行完毕后,再执行下一个任务),按照FIFO顺序执行.

7.什么是同步和异步任务派发(synchronous和asynchronous)?

GCD多线程经常会使用 dispatch_syncdispatch_async函数向指定队列添加任务,分别是同步和异步

  • 同步指阻塞当前线程,既要等待添加的耗时任务块Block完成后,函数才能返回,后面的代码才能继续执行
  • 异步指将任务添加到队列后,函数立即返回,后面的代码不用等待添加的任务完成后即可执行,异步提交无法确定任务执行顺序

8.dispatch_after使用?

通过该函数可以让提交的任务在指定时间后开始执行,也就是延迟执行;

dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(10 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
        NSLog(@"10秒后开始执行")
    });

9.dispatch_group_t (组调度)的使用?

组调度可以实现等待一组操都作完成后执行后续任务.

dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    //请求1
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    //请求2
});
dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0), ^{
    //请求3
});
dispatch_group_notify(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
    //界面刷新
    NSLog(@"任务均完成,刷新界面");
});

10.dispatch_semaphore (信号量)如何使用?

  • 用于控制最大并发数
  • 可以防止资源抢夺

与他相关的共有三个函数,分别是

dispatch_semaphore_create,  // 创建最大并发数
dispatch_semaphore_wait。    // -1 开始执行 (0则等待)
dispatch_semaphore_signal,  // +1 

11.什么是NSOperation?

NSOperation是基于GCD的上封装,将线程封装成要执行的操作,不需要管理线程的生命周期和同步,比GCD可控性更强

例如:
可以加入操作依赖控制执行顺序,设置操作队列最大并发数,取消操作等

12. NSOperation如何实现操作依赖?

通过任务间添加依赖,可以为任务设置执行的先后顺序。接下来通过一个案例来展示设置依赖的效果。

NSOperationQueue *queue=[[NSOperationQueue alloc] init];
//创建操作
NSBlockOperation *operation1=[NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^(){
    NSLog(@"执行第1次操作,线程:%@",[NSThread currentThread]);
}];
NSBlockOperation *operation2=[NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^(){
    NSLog(@"执行第2次操作,线程:%@",[NSThread currentThread]);
}];
NSBlockOperation *operation3=[NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^(){
    NSLog(@"执行第3次操作,线程:%@",[NSThread currentThread]);
}];
//添加依赖
[operation1 addDependency:operation2];
[operation2 addDependency:operation3];
//将操作添加到队列中去
[queue addOperation:operation1];
[queue addOperation:operation2];
[queue addOperation:operation3];

13.是否可以把比较耗时的操作放在 NSNotification中?

  • 如果在异步线程发的通知,那么可以执行比较耗时的操作;
  • 如果在主线程发的通知,那么就不可以执行比较耗时的操作

14.说几个你在工作中使用到的线程安全的例子?

  • UIKit(必须在主线程)
  • FMDBDataBaseQueue(串行队列)
  • 等等..

15.dispatch_barrier_(a)sync使用?

  • 一个dispatch barrier 允许在一个并发队列中创建一个同步点。当在并发队列中遇到一个barrier, 他会延迟执行barrier的block,等待所有在barrier之前提交的blocks执行结束。 这时,barrier block自己开始执行。 之后, 队列继续正常的执行操作。

16. dispatch_set_target_queue 使用?

dispatch_set_target_queue(dispatch_object_t object, dispatch_queue_t queue);

dispatch_set_target_queue 函数有两个作用:第一,变更队列的执行优先级;第二,目标队列可以成为原队列的执行阶层。

  • 第一个参数是要执行变更的队列(不能指定主队列和全局队列)
  • 第二个参数是目标队列(指定全局队列)
    主线程是相对于什么而言的

17.在项目什么时候选择使用 GCD,什么时候选 择 NSOperation?

  • 项目中使用 NSOperation 的优点是 NSOperation 是对线程的高度抽象,在项目中使 用它,会使项目的程序结构更好,子类化 NSOperation 的设计思路,是具有面向对 象的优点(复用、封装),使得实现是多线程支持,而接口简单,建议在复杂项目中 使用。
  • 项目中使用 GCD 的优点是 GCD 本身非常简单、易用,对于不复杂的多线程操 作,会节省代码量,而 Block 参数的使用,会是代码更为易读,建议在简单项目中 使用。

18.说一下 OperationQueue 和 GCD 的区别,以及各自的优势

  1. GCD是纯C语⾔言的API,NSOperationQueue是基于GCD的OC版本封装
  2. GCD只⽀支持FIFO的队列列,NSOperationQueue可以很⽅方便便地调整执⾏行行顺 序、设 置最⼤大并发数量量
  3. NSOperationQueue可以在轻松在Operation间设置依赖关系,⽽而GCD 需要写很 多的代码才能实现
  4. NSOperationQueue⽀支持KVO,可以监测operation是否正在执⾏行行 (isExecuted)、 是否结束(isFinished),是否取消(isCanceld)
  5. GCD的执⾏行行速度⽐比NSOperationQueue快 任务之间不不太互相依赖:GCD 任务之间 有依赖\或者要监听任务的执⾏行行情况:NSOperationQueue

19.GCD如何取消线程?

GCD目前有两种方式可以取消线程:

1.dispatch_block_cancel类似NSOperation一样,可以取消还未执行的线程。但是没办法做到取消一个正在执行的线程。

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
dispatch_block_t block1 = dispatch_block_create(0, ^{
    NSLog(@"block1");
});
dispatch_block_t block2 = dispatch_block_create(0, ^{
    NSLog(@"block2");
});
    
dispatch_block_t block3 = dispatch_block_create(0, ^{
    NSLog(@"block3");
});
    
dispatch_async(queue, block1);
dispatch_async(queue, block2);
dispatch_async(queue, block3);
dispatch_block_cancel(block3); // 取消 block3

2.使用临时变量+return 方式取消 正在执行的Block

__block BOOL gcdFlag= NO; // 临时变量
dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
    for (long i=0; i<1000; i++) {
        NSLog(@"正在执行第i次:%ld",i);
        sleep(1);
        if (gcdFlag==YES) { // 判断并终止
            NSLog(@"终止");
            return ;
        }
    };
});
dispatch_after(dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, (int64_t)(10 * NSEC_PER_SEC)), dispatch_get_main_queue(), ^{
                   NSLog(@"我要停止啦");
                   gcdFlag = YES;
               });

20.NSOperation取消线程方式?

1.通过 cancel 取消未执行的单个操作

NSOperationQueue *queue1 = [[NSOperationQueue alloc]init];
NSBlockOperation *block1 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"block11");
}];
NSBlockOperation *block2 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"block22");
}];
NSBlockOperation *block3 = [NSBlockOperation blockOperationWithBlock:^{
    NSLog(@"block33");
}];
[block3 cancel];
[queue1 addOperations:@[block1,block2,block3] waitUntilFinished:YES];

2.移除队列里面所有的操作,但正在执行的操作无法移除

[queue1 cancelAllOperations];

3.挂起队列,使队列任务不再执行,但正在执行的操作无法挂起

queue1.suspended = YES;

4.我们可以自定义NSOperation,实现取消正在执行的操作。其实就是拦截main方法。

 main方法:
 1、任何操作在执行时,首先会调用start方法,start方法会更新操作的状态(过滤操作,如过滤掉处于“取消”状态的操作)。
 2、经start方法过滤后,只有正常可执行的操作,就会调用main方法。
 3、重写操作的入口方法(main),就可以在这个方法里面指定操作执行的任务。
 4、main方法默认是在子线程异步执行的。

21. 什么是线程安全?

  • 1块资源可能会被多个线程共享,也就是多个线程可能会访问同一块资源
  • 比如多个线程访问同一个对象、同一个变量、同一个文件
  • 当多个线程访问同一块资源时,很容易引发数据错乱和数据安全问题

22.线程安全的处理手段有哪些?

  • 加锁
  • 同步执行

23.如何理解GCD死锁?

  • 所谓死锁.通常是指2个操作相互等待对方完成,造成死循环,于是2个操作都无法进行,就产生了死锁;

24.自旋锁和互斥锁的是什么?

  • 自旋锁会忙等: 所谓忙等,即在访问被锁资源时,调用者线程不会休眠,而是不停循环在那里,直到被锁资源释放锁。
  • 互斥锁会休眠: 所谓休眠,即在访问被锁资源时,调用者线程会休眠,此时cpu可以调度其他线程工作。直到被锁资源释放锁。此时会唤醒休眠线程。

25.OC你了解的锁有哪些?

  • os_unfair_lock ios10 开始
  • OSSpanLock ios10 废弃
  • dispatch_semaphore 建议使用,性能也比较好
  • dispatch_mutex
  • dispatch_queue 串行
  • NSLock 对 mutex 封装
  • @synchronized 性能最差

26:自旋和互斥什么情况下使用?

什么情况使用自旋锁比较划算?

  • 预计线程等待锁的时间很短
  • 加锁的代码(临界区)经常被调用,但竞争情况很少发生
  • CPU资源不紧张
  • 多核处理器

什么情况使用互斥锁比较划算?

  • 预计线程等待锁的时间较长
  • 单核处理器
  • 临界区有IO操作
  • 临界区代码复杂或者循环量大
  • 临界区竞争非常激烈

27.代码分析一,此函数耗时? 输出结果

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("test", nil);
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog(@"1");
    sleep(1);
});
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog(@"2");
    sleep(1);
});
dispatch_sync(queue, ^{
    NSLog(@"3");
    sleep(1);
});
此函数耗时?: 3秒
此函数输出?: 123
  • 串行队列异步执行会开新线程,同步执行不会开线程,在一个串行队列了,则是按照顺序执行 耗时3秒 ,打印123;
  • 并发: 任务以FIFO从序列中移除,然后并发运行,可以按照任何顺序完成。它会自动开启多个线程同时执行任务
  • 串行: 任务以FIFO从序列中一个一个执行。一次只调度一个任务,队列中的任务一个接着一个地执行(一个任务执行完毕后,再执行下一个任务)而且只会开启一条线程

28.代码分析二,打印结果

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
dispatch_async(queue, ^{
    NSLog(@"1");
    [self performSelector:@selector(test) withObject:nil afterDelay:0];
    NSLog(@"3");
});

- (void)test{
    NSLog(@"2");
}

打印 1,3
performSelector after 是基于 timer 定制器,定时器又是基于 runloop 实现的;任务2在子线程中,子线程默认 runloop 是不开启的,所以不执行2

29.请问下面代码的打印结果是什么?

- (void)test{
    NSLog(@"2");
}

- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
    NSThread *thread = [[NSThread alloc]initWithBlock:^{
        NSLog(@"1");
    }];
    [thread start];
    [self performSelector:@selector(test) onThread:thread withObject:nil waitUntilDone:YES];
}

打印1

  • start 执行完,线程就销毁了.任务 test 没法执行了

下一篇入口:

iOS | 面试知识整理 - 网络相关 (七)