iOS 2021 面试快速备考指南：全面梳理重点知识点（三）
2023-12-29 02:17:24
理解 dispatch_semaphore 的原理和 Objective-C 中的内存管理
在 Objective-C 中进行多线程编程时，确保线程安全性和控制任务并发至关重要。dispatch_semaphore 是 GCD 提供的一种操作，可以有效地实现这些目标。同时，理解 Objective-C 中的内存管理机制对于防止内存错误和提高代码稳定性也至关重要。在这篇博客中，我们将深入探讨 dispatch_semaphore 的实现原理以及 Objective-C 中的内存管理概念。
dispatch_semaphore：保证多线程安全的关键
想象一下这样的场景：多个线程同时访问一个共享资源，如一个变量或一个文件。如果不采取任何措施，很容易导致数据竞争和不可预知的行为。dispatch_semaphore 应运而生，它提供了一个机制，可以协调线程对共享资源的访问。
本质上，dispatch_semaphore 是基于 mach 内核信号量的一种封装。mach 信号量是一个整数变量，表示可用资源的数量。当一个线程需要访问受保护的资源时，它会对信号量进行减 1 操作。如果信号量为 0，则线程将被阻塞，直到信号量被其他线程加 1 操作后才被唤醒。
举个例子，假设有一个临界区只允许一个线程同时访问。我们可以使用一个初始值为 1 的 dispatch_semaphore 来控制对该临界区的访问。当一个线程需要进入临界区时，它会使用 dispatch_semaphore_wait 函数获取信号量，从而将信号量减 1。如果信号量此时为 0，则线程将被阻塞。当线程退出临界区时，它会使用 dispatch_semaphore_signal 函数释放信号量，从而将信号量加 1。这样，其他线程才能获得信号量并进入临界区。
dispatch_semaphore_t semaphore = dispatch_semaphore_create(1);
// 线程 A 获得信号量
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
// 线程 A 访问受保护的资源
// 线程 A 释放信号量
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
// 线程 B 获得信号量
dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);
// 线程 B 访问受保护的资源
// 线程 B 释放信号量
dispatch_semaphore_signal(semaphore);
ARC：自动引用计数，简化内存管理
Objective-C 中的内存管理是一项重要的任务，它涉及如何分配、使用和释放内存。自动引用计数 (ARC) 是 Objective-C 中一项强大的特性，可以自动管理对象的生存期，从而减轻开发人员的负担。
ARC 通过跟踪对象的引用计数来工作。每个对象都有一个引用计数，表示指向该对象的引用数量。当一个对象被创建时，它的引用计数为 1。当一个对象被引用时，它的引用计数会增加。当一个引用被释放时，对象的引用计数会减少。当一个对象的引用计数为 0 时，它会被自动释放。
ARC 有助于防止内存泄漏和二重释放。内存泄漏是指对象不再被需要但仍然存在于内存中。二重释放是指同一个对象被释放多次。
Objective-C 中的内存管理规则：
- 谁创建谁释放： 创建一个对象的代码负责释放该对象。
- 强引用： 如果你持有对一个对象的强引用，那么该对象就不会被释放。
- 弱引用： 如果你持有对一个对象的弱引用，那么当该对象不再被其他强引用持有时，它会被释放。
- 非所有权引用： 如果你的引用没有指定对象的所有权，那么你就不负责释放该对象。
结论
dispatch_semaphore 和 ARC 是 Objective-C 中两个重要的特性，可以帮助开发人员编写安全、高效和健壮的代码。理解这些概念对于编写高质量的 Objective-C 应用程序至关重要。
常见问题解答
-
什么是 dispatch_semaphore？
dispatch_semaphore 是 GCD 中提供的用于保证资源的多线程安全性和控制任务并发数量的操作。
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ARC 如何工作？
ARC 通过自动跟踪对象的引用计数来管理对象的生存期。当一个对象的引用计数为 0 时，它会被自动释放。
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什么是内存泄漏？
内存泄漏是指对象不再被需要但仍然存在于内存中。
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什么是二重释放？
二重释放是指同一个对象被释放多次。
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如何避免内存管理错误？
可以使用 ARC 来帮助防止内存泄漏和二重释放。此外，遵循 Objective-C 中的内存管理规则也很重要。
