iOS摸鱼周报 第四十九期

iOS摸鱼周报 第四十九期

本期概要

  • 话题:Chrom 100 发布,关于阅读器类的 App 审核指南有所更新
  • 面试模块:Runtime 中的 StripeMap 模板类
  • 优秀博客:Swift 5.6 和 Xcode 13.3 的新特性和新功能
  • 学习资料:即时设计是一款可以在线实时协作的专业 UI 设计工具
  • 开发工具:Decode,将 Xcode Interface Builder 文件(XibStoryboard 文件)转换为 Swift 源代码。

资讯

Google Chrome 发布到版本号 100

新版本更新不算大,将继续大幅减少内存、CPU占用率,速度会更快。本次更新应用图标也进行了更换,红黄绿相交边缘的阴影变得更小了。从图标的发展来看,Google 的设计风格越来越扁平化。

「阅读器」App 分发的更新

去年,Apple 宣布 了 2022 年初在 App Store 上将进行的更新,该更新将允许「阅读器」App 的开发者在 App 中提供一个指向其网站的链接,以便用户创建或管理帐户。从今天开始,《App Store 审核指南》中的准则 3.1.3(a) 将会更新,阐明阅读器 App 的开发者现在可以申请外部链接的帐户授权。

面试解析

整理编辑:Hello World

StripeMap<T> 模板类

StripeMap<T> 是 OC Runtime 中定义的一个类,用于引用计数表、Synchroinzed、以及属性设置时的 lock列表等。该类可以理解成是一种特殊的 hashmap。

特殊性体现在:一般的 hashmap key&value 是一一对应的,即使存在哈希冲突,也会通过其他方法解决该冲突,但是StripeMap是 key&value 多对一的。

我们去思考下 apple 为什么要将内存管理的表结构设计为 StripeMap 类型?先了解下简化后定义:

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enum { CacheLineSize = 64 };

template<typename T>
class StripedMap {
#if TARGET_OS_IPHONE && !TARGET_OS_SIMULATOR
enum { StripeCount = 8 };
#else
enum { StripeCount = 64 };
#endif
struct PaddedT {
T value alignas(CacheLineSize); // 对齐
};

PaddedT array[StripeCount];
};

*StripeMap存在的意义很显然就是优化访问性能 *. 优化高频访问 <T>产生的性能瓶颈,尤其是在多线程资源竞争场景下的。根据注释主要体现在以下方面

  • 对象结构内部维护一个数组,根据设备的不同分成不同的页,移动设备是 8 页,其他是 64 页。
  • 它使用对象的地址作为 key,进行哈希运算后获取一个 index,取得对应的 <T> value 。映射关系为 void* -> <T>
  • 做内存对齐,提高cpu 缓存命中率

分离锁优化

StripeMap 实质上是对分离锁概念的实现,简单概述下个人对分离锁的理解
我们都知道多线程场景下,如果多个变量都会被多线程访问和修改,最好的办法是针对不同的变量用不同的锁对象来实现资源管理。这样可以避免访问一个变量时,多线程访问其他不相关的变量时被阻塞等待。这其实是对分拆锁的应用。即避免对同一个锁访问等待。
而分离锁则是对上述思路的进一步优化,针对同一个高频访问的对象来说,分段管理可以解决线程之间的资源竞争。拿 SideTables举例来说:
SideTables 表结构分拆为 8 份,每一份维护一个锁对象。这样在高频访问时,在保证线程安全的同时最多可以支持访问所有的 8 页表数据。实现思路是数组 + 哈希函数(将地址指针转换为 index 索引)。

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typedef unsigned long uintptr_t;

static unsigned int indexForPointer(const void *p) {
uintptr_t addr = reinterpret_cast<uintptr_t>(p);
return ((addr >> 4) ^ (addr >> 9)) % StripeCount;
}

将地址指针强制转换为 uintptr_t 无符号长整型,uintptr_t 定义为 8 字节,保证了指针(8 字节)的全量转换不会溢出。
然后通过位运算以及取模保证 index 落在 StripeCount 索引范围内。

CPU Cache Line

在上面优化方式第三条提到,在定义模板类型 <T> 时,使用 CacheLineSize做了内存对齐。
通常来讲,内存对齐的目的是为了加快 CPU 的访问,这里也不例外,

但是好奇的是 OC 中常见的内存对齐大小一般是对象的 16 字节对齐。而 StripedMap 定义了 64 字节对齐是出于什么考虑。

这里直接给出结论(理论部分不感兴趣的同学可以直接跳过):CacheLine 是 CPU Cache 缓存和主内存一次交换数据的大小,不同 CPU 上不同,Mac & iOS 上是 64 字节,这里是为了解决 Cpu Cache中的伪共享(False Sharing)问题。

出于探索心理,搜索了一下关键字。因为笔者对操作系统了解不多,所以只是做一个概述:

  1. CPU 和内存之间由于存在巨大的频率差距,影响数据访问速度从而诞生了 CPU Cache 的概念,Cache LineCPU Cache之间数据传输和操作的最小单位。意味着每一次缓存之间的数据交换都是Cache Line的倍数。这是前置条件。

  2. 另外一个重要的点是不同核心之间 L1 和 L2 缓存是不共享的,其他核心中的线程要访问当前核心缓存中的数据需要发送 RFO 消息,当前核心重置命中的的Cache Line状态,并经过一次 L1 / L2 => L3/主内存的数据写入,另外一个核心再次读取后才能访问。如果频繁的在两个核心线程中访问。会造成性能损耗。

我们假设一个场景, 两个不相关的变量 var1var2 小于 64 字节,并且内存中紧邻,这时一个核心加载了包含 var1 和 var2 内存区域的Cache Line 并更新了 var1的值,此时处于另外一个核心需要访问 var2就会出现上面第二条的情况。
解决这类问题的思路就是空间换时间。也是 StripedMap 的做法。内存对齐,尽量保证不同页的 SideTable表结构会在不同的 Cahce Line上。这样不同的核心线程就可以做到同时处理两个变量值。

优秀博客

本期将整理一些有关最近发布的 Swift 5.6 和 Xcode 13.3 的新特性和新功能的博文。

整理编辑:东坡肘子

1、Swift 5.6 新特性 – 来自掘金:YungFan

@东坡肘子:Swift 5.6 为该语言引入了一系列新的特性,同时为了协助开发者顺利地过渡至 Swift 6 而完善了部分其他功能。本文对 Swift 5.6 的新特性进行了介绍。另外,在 Swift 每次升级后,hackingwithswift.com 都会有专文介绍新添加的内容,感兴趣的朋友可以持续关注。

2、Swift 5.6 SE-0335 Introduce existential any 的理解 – 来自掘金:赤脊山的豺狼人

@东坡肘子:在Swift 5.6 的新功能中,引入了一个新的关键字 any 来标记 existential type。这种变化有可能在未来破坏现有代码,使其在 Swift 6 中会出现兼容性问题。所有的 Swift 开发者都应及时对其有所了解。本文的作者将对 any 的用法和存在的理由进行介绍和探讨。

3、在GitHub页面上将DocC文档作为静态网站发布 – 来自:Moritz Philip Recke

@东坡肘子:Swift 5.6 为 Swift Package Manager 实现了可扩展的构建工具(SE-0303)及其扩展命令插件(SE-0332)等功能。本教程展示了如何利用新功能生成 DocC 文档,并将其处理为可静态托管的文档。

4、Xcode 13.3 添加了在私有存储库中使用 SPM 二进制依赖项的能力 – 来自:Marco Eidinger

@东坡肘子:无法通过二进制发布库是阻碍开发者全面转向 Swift Package Manager 的一个重要因素。在 Xcode 12 中添加了XCFramework ,使得二进制发布得以可能。Xcode 13.3 再接再厉,增加了 XCFramework 对私有存储库的支持。开发者通过在开发私有的闭源库时将其代码作为二进制文件提供,以进一步保护其知识产权。

5、Swift异步算法介绍 – 来自:Tony Parker

@东坡肘子:Swift 5.5 为 Swift 带来了全新的异步开发体验。近日,苹果公开了跨平台开源项目 Swift Async Algorithms,为开发者提供了更加自然、高效地处理异步序列的能力。该库需要 Swift 5.6 的支持。

见闻

这一周阅读/浏览到的有趣的资讯。

1、潘爱民:计算机程序的演进——我的程序人生三十年 – 来自公众号:CSDN

@zhangferry:本篇文章是潘爱民的自述,程序人生的三十年也对应于计算机行业发展的三十年。从代码运行方式、网络、人工智能、交互形态这几个维度的发展做了一些总结,文末对程序技术的未来做了一波预测。

其中提到了一个名词,数字孪生,「这是一个物联网概念,指在信息化平台内模拟物理实体、流程或者系统,类似实体系统在信息化平台中的双胞胎。借助于数字映射,可以在信息化平台上了解物理实体的状态,甚至可以对物理实体里面预定义的接口组件进行控制。」其对应的正是人们对于未来的想象,这一场景的发展还属于探索期。

文中有一句也挺让人动容的:我始终认为,程序员写代码是一种创造活动,这是程序员职业的神圣之处。而且还是出自一位在计算机行业奋斗了三十年的”大龄程序员“。曾几何时我也怀揣这种想法,但经历几年职场的摸爬滚打和大环境不断有人发出认清现实的呼喊,我感觉自己也被侵染的认为抛弃理想谈论现实才是一种成熟,自以为的认清了现实,是不是反而是背道而驰呢?

2、中国第一代程序员潘爱民的 30 年程序人生 – 来自公众号:CSDN

@zhangferry:因为最近也在看潘爱民参与编写的《程序员修炼之道–链接、装载与库》,就又找了几篇跟他有关的文章。这一篇也是自述,主要讲他的职业经历,从微软亚洲研究院、盛大创新院、阿里巴巴到创业杭州指令集。我比较感兴趣的是潘爱民在阿里参与 YunOS 的经历(2013年),这份工作的机缘巧合还要往前推到亚洲研究院时。

我从 Windows 性能诊断分析作为切入点,研究 Windows 的内部机理,将 Windows 线程调度、内存管理、I/O 等最核心的模块剖析了一遍,并形成了一套系统性的诊断方法。有了这些基础以后,我又进一步考虑应用层的性能问题,以浏览器的渲染引擎作为研究对象,分析渲染引擎的整个计算过程,挖掘可优化的空间。核心的思想是,在计算流程中尽可能把重复的计算移除掉,从而保持整个响应过程的高效。这些研究工作为我后来做操作系统打下了扎实的基础。

再之后在盛大创新院设计一个新的移动操作系统 VisionOS,虽然失败了但也积累了很多经验,以至于到阿里做YunOS 时,「我一心想做成云 OS」。最终 YunOS 也没成功,结果不免让人感慨。但回看潘爱民开挂的人生,其中非常关键的节点就是在亚洲研究院深入研究 Windows 这段经历,这种坚实的基础为其以后所从事的所有工作都提供了巨大帮助。

3、Variflight 全球航班实时跟踪雷达

@zhangferry:这个网站可以查看全球航班的实时飞行数据,且每隔几秒就会更新一次,那这些数据是如何获取的呢。注意到网站顶部有一个字母缩写:ADS-B,它的全称是:Automatic dependent surveillance – broadcast,广播式自助相关监视

它是一种飞机监视技术,飞机通过卫星导航系统确定其位置,并进行定期广播,使其可被追踪。该广播不需要人为操作,而是作为一种基础功能自动定时触发,新一代的飞机会被强要求配备该设备。它包含 ADS-B Out 和 ADS-B Int 两项服务,前者用于广播信息,后者用于接收信息。它有两个好处,一个是空中交通管制在想确认飞机信息时可以不用问询直接查看,二是可以空中采集其他飞机发出的信息,进行自主规避。

因为广播的性质,这类信息的获取相对容易,像是 VarFlight、FlightAware 这类网站就是基于这些信息的聚合做出上述航班跟踪系统的。

4、DecoHack - 独立开发者的灵感周刊

@zhangferry:一份面向独立开发者,帮助他们发现新产品新方向的一份周刊,由一位腾讯的设计师创建,目前已经出到第 7 期。在这上面能发现很多小众却很精美的应用,以供开发者寻找灵感;还会分享一些技术教程、开公司所需处理的税务、营销技巧等内容。

在这个周刊里还发现了一个很有趣的网站:https://lofi.co/,它可以模拟咖啡厅、书店的场景,并播放一些白噪音。在家远程办公,开着它往那一放,就很舒服。

学习资料

整理编辑:Mimosa

即时教程

地址https://js.design/courses

即时设计社区组织的精选设计课程,即时设计是一款可以在线实时协作的专业 UI 设计工具,类似 Figma。在即时教程中你可以找到来自各大视频网站平台创作者们的免费高质量课程。从零基础开始一步步到做案例,进阶技巧,应有尽有,非常适合想学一点 UI 知识的程序员们。

工具推荐

整理编辑:CoderStar

Decode

地址https://microcodingapps.com/products/decode.html

软件状态:$8.99

软件介绍

Xcode Interface Builder 文件(XibStoryboard 文件)转换为 Swift 源代码。

Decode

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作者

zhangferry

发布于

2022-03-31

更新于

2022-03-31

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