Какие бывают проблемы многопоточности и объясни каждую: дедлок, инверсия приоритетов, рейс кондишн, лайфлок

Что проверяют

Можете ли вы различить четыре проблемы по симптомам и показать, как каждая выглядит в iOS: на GCD, блокировках и акторах. Следом обычно дают код с DispatchQueue.main.sync или просят объяснить, почему DispatchSemaphore плохо сочетается с QoS.

Как отвечать

Для каждой проблемы нужны определение, пример и лекарство:

• дедлок: потоки ждут друг друга и стоят навсегда. Классика: DispatchQueue.main.sync из главного потока, sync на ту же последовательную очередь, в которой вы уже находитесь, или два лока, взятые двумя потоками в разном порядке. Лечится единым порядком захвата и отказом от вложенных sync;
• инверсия приоритетов: задача с QoS .userInteractive ждёт лок, который держит задача .background, а ту вытесняют задачи среднего приоритета. Спасает наследование приоритета: os_unfair_lock и мьютексы знают владельца, и система поднимает ему приоритет. У DispatchSemaphore владельца нет, поэтому Xcode предупреждает о возможной инверсии;
• состояние гонки: результат зависит от порядка выполнения потоков. Частный случай, data race, это одновременный доступ к памяти без синхронизации, где хотя бы одна операция пишет: два потока делают count += 1 или пишут в один Dictionary. Лечится последовательной очередью, локом или актором, а в режиме Swift 6 большую часть гонок данных ловит компилятор через проверку Sendable;
• лайфлок: потоки не заблокированы и работают, но прогресса нет. Например, два потока через try() берут два лока, при неудаче отпускают свой и повторяют, синхронно уступая друг другу. Лечится случайной задержкой перед повтором.

Инструменты: Thread Sanitizer находит гонки данных, Main Thread Checker ловит работу с UI вне главного потока.

Где спотыкаются

Описывают лайфлок как разновидность дедлока. Но при лайфлоке процессор загружен, а при дедлоке потоки спят.

Считают, что акторы решают всё. Актор защищает свои данные от гонок, но из-за reentrancy состояние между двумя await может поменяться, и логическая гонка остаётся.

Блокируют задачу Swift Concurrency семафором, дожидаясь колбэка. Пул потоков кооперативный и ограничен числом ядер, так что зависнуть может всё приложение.