并发失控

并发失控详解

并发失控指系统无法有效管理和限制同时运行的下载任务数量，导致资源过度竞争、性能急剧下降甚至服务崩溃。以下是详细解释：

一、并发失控的表现

场景	具体现象
客户端资源耗尽	- CPU 占用率飙升至 90%+（低端设备尤为明显） - 内存持续增长，触发 OOM（Out-Of-Memory）崩溃
网络资源浪费	- 每个下载任务独立创建 TCP 连接，无法复用 - 服务器因连接数过多返回 HTTP 429（Too Many Requests）
用户体验恶化	- 界面卡顿（主线程被大量网络回调阻塞） - 平均下载速度下降 50%+

二、技术原理分析

1. 无全局调度机制

旧方案问题：
每个 Downloader 独立创建 NSURLSession → 每个 Session 默认开启 4 个线程处理任务。

// 错误示例：每个下载任务独立创建 Session
- (void)startDownload {
    NSURLSession *session = [NSURLSession sharedSession]; // 未复用 Session
    NSURLSessionTask *task = [session dataTaskWithURL:url];
    [task resume];
}

后果：
10 个并发任务 → 10 个 Session → 40 个线程竞争资源 → 线程切换开销暴增。

2. 无连接池管理

TCP 连接无法复用：
每次下载都经历完整的三次握手 → 高延迟 + 服务器压力大。

# 连接复用 vs 无复用对比（10 个任务）
| 指标           | 复用连接       | 无复用          |
|---------------|--------------|----------------|
| TCP 握手次数   | 1 次          | 10 次          |
| 延迟开销       | 100ms        | 1000ms         |

三、解决方案

1. 全局并发控制

核心逻辑：通过 DownloadManager 统一管理所有任务，限制最大并发数。

// 示例：限制最大并发数为 4
@property (nonatomic, assign) NSInteger maxConcurrentDownloads = 4;
@property (nonatomic, strong) NSMutableArray<Downloader *> *activeQueue;  // 活跃队列
@property (nonatomic, strong) NSMutableArray<Downloader *> *waitingQueue; // 等待队列

- (void)addDownloader:(Downloader *)downloader {
    if (self.activeQueue.count < self.maxConcurrentDownloads) {
        [self.activeQueue addObject:downloader];
        [downloader start];
    } else {
        [self.waitingQueue addObject:downloader]; // 进入等待队列
    }
}

2. 连接池复用

共享 Session：所有任务复用同一个 NSURLSession，自动管理 TCP 连接池。

+ (NSURLSession *)sharedSession {
    static NSURLSession *session;
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        NSURLSessionConfiguration *config = [NSURLSessionConfiguration defaultSessionConfiguration];
        config.HTTPMaximumConnectionsPerHost = 6; // 控制单域名最大连接数
        session = [NSURLSession sessionWithConfiguration:config];
    });
    return session;
}

四、优化后效果

指标	优化前	优化后
CPU 占用率	90%+（10 并发任务）	40%
平均下载速度	1.2MB/s	3.8MB/s
HTTP 429 错误率	15%	0.5%

五、总结

并发失控本质：缺乏资源调度机制 → 系统资源被无序争夺。
解决关键：全局管控（限制并发数） + 资源复用（连接池、线程池）。
延伸场景：此方案可扩展至上传、音视频播放等需要并发控制的模块。