🤔 В чем различие очередей силиал и конкарент?

Очереди (queues) в iOS и macOS используются для управления задачами в многопоточном программировании с помощью Grand Central Dispatch (GCD). Существуют два основных типа очередей: последовательные (serial) и конкурентные (concurrent). Они различаются по способу выполнения задач.

🚩Последовательные очереди (Serial Queues)

🟠Описание: Выполняют задачи одну за другой в порядке их добавления. Каждая задача начинается только после завершения предыдущей.
🟠Использование: Подходят для задач, которые должны выполняться последовательно, чтобы избежать состояния гонки (race conditions) и конфликтов доступа к ресурсам.

let serialQueue = DispatchQueue(label: "com.example.serialQueue")
  serialQueue.async {
      print("Task 1")
  }
  serialQueue.async {
      print("Task 2")
  }
  // Task 1 будет выполнена перед Task 2  

🚩Конкурентные очереди (Concurrent Queues)

🟠Описание: Позволяют выполнять несколько задач одновременно. Задачи могут начинаться и завершаться в произвольном порядке.
🟠Использование: Подходят для задач, которые могут выполняться параллельно, такие как загрузка данных из сети или выполнение вычислений.

let concurrentQueue = DispatchQueue(label: "com.example.concurrentQueue", attributes: .concurrent)
  concurrentQueue.async {
      print("Task 1")
  }
  concurrentQueue.async {
      print("Task 2")
  }
  // Task 1 и Task 2 могут быть выполнены одновременно  

🚩Главная очередь (Main Queue)

🟠Описание: Специальная последовательная очередь, выполняющая задачи на главном потоке, который отвечает за обновление пользовательского интерфейса.
🟠Использование: Обновление пользовательского интерфейса и выполнение задач, которые должны быть завершены перед следующей итерацией цикла событий.

DispatchQueue.main.async {
      print("Update UI")
  }
  // Эта задача будет выполнена на главном потоке  

🚩Глобальные очереди (Global Queues)

🟠Описание: Конкурентные очереди, предоставляемые системой с различными уровнями приоритета (QoS).
🟠Использование: Выполнение задач с заданным приоритетом.

DispatchQueue.global(qos: .userInitiated).async {
      print("High priority task")
  }
  DispatchQueue.global(qos: .background).async {
      print("Low priority task")
  }
  // Задачи будут выполнены в соответствии с их приоритетом  

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

🤔 Когда начинает работать динамическая диспетчеризация?

💬 Спрашивают в 18% собеседований

Динамическая диспетчеризация в Swift начинает работать, когда методы или свойства вызываются во время выполнения программы (runtime), а не на этапе компиляции. Это может быть связано с различными механизмами, включая использование @objc и динамических ключевых слов, протоколы с необязательной реализацией, и взаимодействие с Objective-C API. Давайте рассмотрим основные случаи, когда применяется динамическая диспетчеризация:

🚩Основные случаи использования динамической диспетчеризации

Использование `@objc` и динамических ключевых слов: Методы и свойства, помеченные атрибутом @objc или ключевым словом dynamic, используют динамическую диспетчеризацию через Objective-C runtime. Это позволяет изменять поведение методов в процессе выполнения, например, через механизм замен (swizzling).

import Foundation

     class MyClass: NSObject {
         @objc dynamic func myMethod() {
             print("Original implementation")
         }
     }

     let obj = MyClass()
     obj.myMethod() // Вызов через динамическую диспетчеризацию

Протоколы с необязательной реализацией: Протоколы, объявленные с @objc, могут иметь необязательные методы, которые вызываются через динамическую диспетчеризацию. Это позволяет проверять наличие метода и вызывать его только при наличии.

@objc protocol MyProtocol {
         @objc optional func optionalMethod()
     }

     class MyClass: NSObject, MyProtocol {
         func optionalMethod() {
             print("Optional method implementation")
         }
     }

     let obj: MyProtocol = MyClass()
     obj.optionalMethod?() // Вызов через динамическую диспетчеризацию        

Интерактивное взаимодействие с Objective-C API: Методы, которые взаимодействуют с Objective-C API или наследуются от классов, написанных на Objective-C, используют динамическую диспетчеризацию для вызова методов через Objective-C runtime.

import UIKit

     class MyViewController: UIViewController {
         override func viewDidLoad() {
             super.viewDidLoad()
             // Этот метод вызывается через динамическую диспетчеризацию
         }
     }          

🚩Преимущества и недостатки динамической диспетчеризации

Преимущества:
🟠Гибкость: Позволяет изменять реализацию методов во время выполнения.
🟠Совместимость: Обеспечивает взаимодействие с Objective-C кодом и библиотеками.
🟠Необязательные методы в протоколах: Упрощает работу с протоколами, где реализация методов может быть необязательной.

Недостатки:
🟠Производительность: Динамическая диспетчеризация медленнее, чем статическая, из-за необходимости поиска метода в runtime.
🟠Сложность отладки: Усложняет отладку и понимание кода, так как методы могут изменяться во время выполнения.

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

🤔 Какие есть фрейм ворк механизмы в айос для выполненной бэкраунд задач?

В iOS для выполнения фоновых задач существуют несколько ключевых механизмов:

🚩Основные механизмы

🟠Grand Central Dispatch (GCD): Используется для асинхронного выполнения задач на глобальных или пользовательских очередях.

DispatchQueue.global(qos: .background).async {
         // Фоновая задача
     }

🟠OperationQueue: Высокоуровневый API для управления очередями операций с возможностью указания зависимостей.

let queue = OperationQueue()
     queue.addOperation {
         // Фоновая операция
     }

🟠Background Fetch: Позволяет приложению периодически загружать новые данные в фоновом режиме.

func application(_ application: UIApplication, performFetchWithCompletionHandler completionHandler: @escaping (UIBackgroundFetchResult) -> Void) {
         // Фоновое обновление данных
         completionHandler(.newData)
     }  

🟠BGTaskScheduler: Новый фреймворк для планирования и выполнения фоновых задач.

import BackgroundTasks

     func scheduleBackgroundTask() {
         let request = BGAppRefreshTaskRequest(identifier: "com.example.app.refresh")
         request.earliestBeginDate = Date(timeIntervalSinceNow: 15 * 60)
         try? BGTaskScheduler.shared.submit(request)
     }  

🟠URLSession Background Transfers: Выполнение загрузки и выгрузки данных в фоновом режиме.

let configuration = URLSessionConfiguration.background(withIdentifier: "com.example.app.background")
     let session = URLSession(configuration: configuration)
     let url = URL(string: "https://example.com/largefile")!
     let task = session.downloadTask(with: url)
     task.resume() 

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

🤔 Что такое actor?

actor — это новый тип, введённый в Swift 5.5, который предназначен для упрощения и повышения безопасности многопоточного программирования. actor позволяет инкапсулировать состояние и обеспечивает синхронизацию доступа к этому состоянию, предотвращая состояния гонки (race conditions).

🚩Основные характеристики

🟠Инкапсуляция состояния
Все свойства и методы actor защищены и могут быть безопасно изменены только внутри самого actor. Внешний доступ к состоянию actor происходит через асинхронные вызовы, обеспечивая безопасную синхронизацию.

🟠Синхронизация доступа
actor автоматически синхронизирует доступ к своим данным, что исключает состояния гонки и делает код безопасным для многопоточного использования.

🟠Асинхронные вызовы
Вызов методов actor и доступ к его свойствам извне осуществляется через асинхронные функции с использованием await.

Пример использования actor

actor Counter {
    private var value = 0

    func increment() {
        value += 1
    }

    func getValue() -> Int {
        return value
    }
}

let counter = Counter()

Task {
    await counter.increment()
    let value = await counter.getValue()
    print("Counter value: \(value)")
}

🚩Как предотвращает состояния гонки

🟠Изоляция состояния
Внутреннее состояние actor доступно только через методы и свойства самого actor. Прямой доступ к свойствам извне невозможен.
🟠Асинхронный доступ
Все взаимодействия с actor из других контекстов требуют использования await, что обеспечивает синхронизацию доступа.

🚩Сравнение с другими механизмами синхронизации

🟠`actor` vs. GCD/Locks
Использование actor упрощает код и делает его более безопасным по сравнению с ручным использованием Grand Central Dispatch (GCD) или мьютексов для синхронизации. actor автоматически управляет синхронизацией, устраняя необходимость в ручном управлении очередями и блокировками

class Counter {
    private var value = 0
    private let queue = DispatchQueue(label: "com.example.counter")

    func increment() {
        queue.sync {
            value += 1
        }
    }

    func getValue() -> Int {
        return queue.sync {
            return value
        }
    }
}

🟠Мьютекс:

class Counter {
    private var value = 0
    private let lock = NSLock()

    func increment() {
        lock.lock()
        value += 1
        lock.unlock()
    }

    func getValue() -> Int {
        lock.lock()
        let currentValue = value
        lock.unlock()
        return currentValue
    }
}

🚩Преимущества `actor`

🟠Упрощение кода: Убирает необходимость ручного управления синхронизацией, делая код более читаемым и поддерживаемым.
🟠Безопасность многопоточности: Автоматически предотвращает состояния гонки, обеспечивая безопасный доступ к данным.
🟠Интеграция с асинхронными функциями: Легко сочетается с асинхронным программированием в Swift, используя async и await.

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

🤔 Если свою структуру создадим она скопируется или будет ждать пока что-то в ней поменяем?

В Swift структуры являются типами значений (value types), что означает, что они по умолчанию копируются при передаче или присвоении. Однако копирование структуры происходит только при изменении (copy-on-write) её состояния, чтобы оптимизировать производительность и снизить избыточные копии. Рассмотрим подробнее, как это работает.

🚩Копирование структур (Value Types) в Swift

struct MyStruct {
    var value: Int
}

var a = MyStruct(value: 10)
var b = a  // Копия создается, но фактически это происходит "лениво"
b.value = 20  // В этот момент происходит копирование, так как структура изменяется
print(a.value) // Output: 10
print(b.value) // Output: 20

🟠Переменная a создается и инициализируется значением 10.
🟠Переменной b присваивается значение a. На этом этапе копия не создается, так как копирование структур в Swift оптимизировано и происходит лениво.
🟠Когда изменяется значение свойства value структуры b, происходит копирование, чтобы изменить b без изменения a.

🚩Copy-on-Write

Это оптимизация, при которой фактическое копирование структуры происходит только тогда, когда необходимо изменить её содержимое. До тех пор, пока структура не изменяется, обе переменные будут ссылаться на одни и те же данные.

struct LargeStruct {
    var data = [Int](repeating: 0, count: 1000)
}

var x = LargeStruct()
var y = x  // Копия не создается сразу
y.data[0] = 1  // Копирование происходит здесь, при изменении
print(x.data[0]) // Output: 0
print(y.data[0]) // Output: 1

🟠Переменной x присваивается структура LargeStruct, содержащая массив данных.
🟠Переменной y присваивается значение x. На этом этапе копия не создается.
🟠Когда изменяется элемент массива data в структуре y, происходит копирование данных, чтобы x и y имели свои собственные копии массива.

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

🤔 Можно ли наследовать структуру от нескольких родителей?

В Swift структуры не поддерживают множественное наследование, так как наследование вообще не применяется к структурам. Наследование — это механизм, доступный только для классов. Структуры и перечисления (enums) в Swift могут принимать протоколы, что позволяет им реализовывать множественное поведение, но не наследовать реализацию.

🚩Альтернативы наследованию для структур

🟠Протоколы (Protocols):
Протоколы в Swift позволяют описывать интерфейсы и требования, которые должны выполнять структуры, классы или перечисления. Это основной способ добиться множественного поведения.

protocol Describable {
    var description: String { get }
}

protocol Identifiable {
    var id: Int { get }
}

struct User: Describable, Identifiable {
    var description: String
    var id: Int
}

🟠Композиция (Composition):
Композиция предполагает создание сложных типов путем комбинирования более простых типов. Это позволяет гибко создавать функциональные структуры без необходимости наследования.

struct Address {
    var street: String
    var city: String
}

struct Person {
    var name: String
    var address: Address
}

let address = Address(street: "123 Main St", city: "New York")
let person = Person(name: "John", address: address)

🟠Расширения (Extensions):
Расширения позволяют добавлять методы, свойства и функциональность к существующим типам без необходимости изменять исходный код этих типов.

protocol Greetable {
    func greet()
}

extension Greetable {
    func greet() {
        print("Hello!")
    }
}

struct User: Greetable {
    var name: String
}

let user = User(name: "Alice")
user.greet() // Output: Hello!

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

🤔 Что такое деинициализатор?

Это специальный метод, который вызывается непосредственно перед тем, как объект класса освобождается из памяти. В Swift деинициализаторы используются для выполнения завершающих операций, таких как освобождение ресурсов или выполнение финальной очистки.

🚩Основные характеристики деинициализаторов

🟠Определение и синтаксис:
Деинициализаторы объявляются с помощью ключевого слова deinit. Классы могут иметь только один деинициализатор. Деинициализаторы не принимают аргументов и не возвращают значений.

🟠Когда вызывается:
Деинициализатор вызывается автоматически системой управления памятью Swift (ARC) перед тем, как объект класса будет освобожден из памяти. Этот метод не может быть вызван явно.

🟠Использование:
Деинициализаторы используются для выполнения завершающих операций, таких как освобождение ресурсов, закрытие файлов, остановка таймеров и отмена сетевых запросов.

class Resource {
    init() {
        print("Resource initialized")
    }
    
    deinit {
        print("Resource deinitialized")
    }
}

var resource: Resource? = Resource() // Output: "Resource initialized"
resource = nil // Output: "Resource deinitialized"

В этом примере:
Класс Resource имеет деинициализатор, который выводит сообщение при освобождении объекта. Переменная resource сначала инициализируется экземпляром Resource, что приводит к вызову инициализатора. Когда переменной resource присваивается nil, объект освобождается, и вызывается деинициализатор.

🚩Применение деинициализаторов

🟠Освобождение ресурсов:
Деинициализаторы часто используются для освобождения ресурсов, таких как файлы или сетевые соединения.

class FileHandler {
    let file: File
    
    init(file: File) {
        self.file = file
        // Открытие файла
    }
    
    deinit {
        // Закрытие файла
        print("Файл закрыт")
    }
}

🟠Остановка таймеров:
Если класс использует таймер, деинициализатор может быть использован для его остановки.

class TimerClass {
    var timer: Timer?
    
    init() {
        timer = Timer.scheduledTimer(withTimeInterval: 1.0, repeats: true) { _ in
            print("Таймер работает")
        }
    }
    
    deinit {
        timer?.invalidate()
        print("Таймер остановлен")
    }
}

🟠Отмена сетевых запросов:
Если класс выполняет сетевые запросы, деинициализатор может быть использован для их отмены.

class NetworkManager {
    var dataTask: URLSessionDataTask?
    
    func fetchData() {
        let url = URL(string: "https://example.com")!
        dataTask = URLSession.shared.dataTask(with: url) { data, response, error in
            // Обработка ответа
        }
        dataTask?.resume()
    }
    
    deinit {
        dataTask?.cancel()
        print("Сетевой запрос отменён")
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

🤔 Что такое ритейн релиз?

Ретейн-релиз (retain-release) — это модель управления памятью, которая использовалась в Objective-C до появления автоматического подсчета ссылок (Automatic Reference Counting, ARC). В этой модели разработчик вручную контролирует время жизни объектов, используя методы retain, release и autorelease. В Swift эта модель заменена ARC, но понимание ретейн-релиз важно для работы с устаревшим кодом и интеграции с Objective-C.

🚩Основные концепции ретейн-релиз

🟠Счётчик ссылок (Reference Count):
Каждый объект в памяти имеет счётчик ссылок, который отслеживает количество сильных ссылок на этот объект. Когда создается новая сильная ссылка на объект, счётчик ссылок увеличивается. Когда сильная ссылка удаляется, счётчик ссылок уменьшается.

🟠Методы управления памятью:
retain: Увеличивает счётчик ссылок на объект.
release: Уменьшает счётчик ссылок на объект. Когда счётчик достигает нуля, объект освобождается из памяти.
autorelease: Помещает объект в autorelease pool, который отправляет сообщение release объектам при спуске (drain) пула.

Autorelease Pool
Это механизм для управления временными объектами, который автоматически освобождает их память после завершения текущего цикла событий. Autorelease pool используется для временного хранения объектов, которым нужно отправить сообщение release позже.

@autoreleasepool {
    NSString *tempString = [[NSString alloc] initWithFormat:@"Hello, %@", @"World"];
    [tempString autorelease];
    // tempString будет автоматически освобождена в конце блока autoreleasepool
}

🟠ARC (Automatic Reference Counting)
В Swift управление памятью автоматизировано с помощью ARC, который выполняет те же действия, что и ретейн-релиз, но автоматически. Разработчик больше не должен явно вызывать retain и release, это делает компилятор.

class MyClass {
    var value: Int
    
    init(value: Int) {
        self.value = value
        print("Object initialized")
    }
    
    deinit {
        print("Object deinitialized")
    }
}

var obj: MyClass? = MyClass(value: 10) // Счётчик ссылок: 1
obj = nil // Счётчик ссылок: 0, объект освобождается из памяти

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

🤔 Есть ли у unowned ссылок счетчик?

Unowned ссылки в Swift не увеличивают счётчик ссылок на объект. Это означает, что unowned ссылка не удерживает объект в памяти, и объект может быть освобожден, даже если на него существуют unowned ссылки.

🚩Основные концепции `unowned` ссылок

🟠Отсутствие удержания:
Unowned ссылки не увеличивают счётчик ссылок на объект, к которому они относятся. Это позволяет избежать циклических зависимостей, но требует, чтобы объект, на который ссылается unowned ссылка, существовал на протяжении всего времени жизни ссылки.

🟠Использование `unowned` ссылок:
Unowned ссылки полезны, когда объект, на который ссылаются, гарантированно будет существовать до тех пор, пока существует сама ссылка. В отличие от слабых ссылок (weak), unowned ссылки не обнуляются автоматически, когда объект освобождается. Это означает, что использование unowned ссылки на освобожденный объект приведет к ошибке времени выполнения (runtime error).

class Customer {
    var name: String
    var card: CreditCard?
    
    init(name: String) {
        self.name = name
    }
    
    deinit {
        print("\(name) is being deinitialized")
    }
}

class CreditCard {
    var number: Int
    unowned let customer: Customer
    
    init(number: Int, customer: Customer) {
        self.number = number
        self.customer = customer
    }
    
    deinit {
        print("Card #\(number) is being deinitialized")
    }
}

var john: Customer? = Customer(name: "John")
john!.card = CreditCard(number: 1234, customer: john!)

john = nil
// Output:
// John is being deinitialized
// Card #1234 is being deinitialized

Customer и CreditCard ссылаются друг на друга. Customer имеет сильную ссылку на CreditCard, а CreditCard имеет unowned ссылку на Customer. Когда объект john устанавливается в nil, оба объекта освобождаются из памяти.

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний

🤔 Для чего нужен volatile?

Модификатор volatile в программировании используется для указания компилятору, что значение переменной может измениться в любое время, вне зависимости от оптимизаций, которые он может выполнять. Это полезно в многопоточных программах и при работе с аппаратным обеспечением.

🚩Использование `volatile` в контексте Swift

В языке Swift нет прямого аналога модификатора volatile, который имеется в C или C++. Однако, его цель можно объяснить и понять через использование других инструментов и подходов, таких как атомарные операции и синхронизация, которые обеспечивают корректное поведение многопоточных программ.

Здесь переменная flag объявлена с модификатором volatile, чтобы компилятор не оптимизировал чтение её значения внутри цикла, предполагая, что оно не изменится. Без volatile, компилятор мог бы оптимизировать код так, что цикл стал бы бесконечным.

volatile int flag = 0;

void someFunction() {
    while (flag == 0) {
        // ждем изменения флага
    }
    // флаг изменен, продолжаем выполнение
}

🚩Аналоги в Swift

Для достижения аналогичного эффекта в Swift можно использовать атомарные операции или объекты синхронизации, чтобы управлять доступом к переменным из разных потоков. Здесь используется атомарная переменная ManagedAtomic, чтобы гарантировать корректное чтение и запись флага в многопоточном окружении. В Swift можно использовать библиотеку Atomic из Swift Atomics для безопасного управления доступом к переменным:

import Atomics

class ThreadSafeFlag {
    private var flag = ManagedAtomic(0)
    
    func setFlag(_ value: Int) {
        flag.store(value, ordering: .relaxed)
    }
    
    func waitForFlag() {
        while flag.load(ordering: .relaxed) == 0 {
            // ждем изменения флага
        }
        // флаг изменен, продолжаем выполнение
    }
}

🚩Пример с использованием `DispatchQueue`

Здесь DispatchQueue гарантирует, что чтение и запись флага будут выполнены атомарно. Другой подход - использование DispatchQueue для управления доступом к ресурсу:

class ThreadSafeFlag {
    private var flag = 0
    private let queue = DispatchQueue(label: "com.example.threadSafeQueue")
    
    func setFlag(_ value: Int) {
        queue.sync {
            flag = value
        }
    }
    
    func waitForFlag() {
        var currentFlag = 0
        while true {
            queue.sync {
                currentFlag = flag
            }
            if currentFlag != 0 {
                break
            }
        }
        // флаг изменен, продолжаем выполнение
    }
}

Ставь 👍 и забирай 📚 Базу знаний