并发读写数组时悬空指针问题的原因及解决方案咨询

当多个线程同时对数组进行读写操作时，会直接破坏数组的底层存储结构。比如写入线程触发数组扩容、删除元素或者替换内容时，数组依赖的_ContiguousArrayStorage底层存储可能会被重新分配内存，甚至直接释放。如果此时读取线程还在持有旧存储的指针，当旧内存被释放后，读取线程再访问这个指针就会触发悬空指针问题，也就是你遇到的EXC_BAD_ACCESS KERN_INVALID_ADDRESS崩溃。

你看到的_ContiguousArrayStorage对象释放时引用计数非零的警告，本质是读写操作完全不同步导致的：写入线程已经启动了存储的释放逻辑，但读取线程还在引用这块内存，导致引用计数统计异常，最终引发悬空指针访问。

• 加锁保护读写操作：用NSLock、pthread_mutex_t或者GCD串行队列包裹所有数组的读写操作，确保同一时间只有一个线程能访问数组。举个简单的Swift实现例子：

  let arraySyncQueue = DispatchQueue(label: "com.your.app.array.sync")
  var threadSafeArray: [Any] = []
  
  func addElement(_ element: Any) {
      arraySyncQueue.sync {
          threadSafeArray.append(element)
      }
  }
  
  func getElement(at index: Int) -> Any? {
      return arraySyncQueue.sync {
          guard index < threadSafeArray.count else { return nil }
          return threadSafeArray[index]
      }
  }
  

• 封装线程安全的数组类：要么直接用iOS 13+提供的OSAllocatedUnfairLock来封装数组，要么自己写一个线程安全的数组容器，对外只暴露经过同步处理的读写方法，把锁的逻辑隐藏在内部，避免业务代码重复处理同步。

• 尽量单线程操作数组：如果业务场景允许，让数组的读写都在同一个线程（比如UI线程）完成。如果必须跨线程操作，一定要确保每一次读写都经过同步处理，绝对不能让多个线程直接操作未加保护的原数组。

• 写少读多场景用不可变数组替换：如果写入操作不频繁，可以每次写入时创建一个新的不可变数组，替换原有的数组变量。不过要注意，替换变量的操作本身也需要同步，而且频繁创建新数组会有性能损耗，只适合写少读多的场景。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Gomer Grek