iOS常见面试题(block,runtime,runloop,类结构)附参考答案

时间 2019-11-09

标签 ios 常见面试 block runtime runloop 结构参考答案栏目 iOS 繁體版

原文原文链接

趁着开年的空闲时间,找了一些面试题写写,算是回顾总结一下iOS开发方面的知识, 水平渣,答案仅做参考! 欢迎指导讨论,写的不对或不妥的地方望及时提出! 原题在这里html

iOS常见面试题基础篇(附参考答案)看这里ios

Blockgit
block的实质是什么？一共有几种block？都是什么状况下生成的？github
- 简单的来说,block在OC中的表现能够看做为带有自动变量(局部变量)的匿名函数。面试
  
  C语言函数定义的时候,能够将函数的地址赋值给函数指针类型的变量,以下:数据结构
```
int func(int count){
    return count + 1;
}
// 赋值
int (*funcprt)(int) = &func;
int result = (*funcprt)(10);复制代码
```
  同理,咱们也能够将block语法赋值给声明为block类型的变量中。以下:函数
```
// 声明一个block类型的变量,其与函数指针类型的变量不一样之处只有'*'改成'^'
int (^blk)(int);
// 赋值
int (^blk)(int) = ^(int count){return count + 1;};
int result = blk(10);复制代码
```
  还能够经过typedef来声明blk_t类型变量,以下:oop
```
typedef int (^blk_t)(int);
blk_t blk = ^(int count){return count + 1;};
int result = blk(10)复制代码
```
  以上解释了匿名函数,如今来解释一下带有自动变量post
```
int value = 10;
void(^blk)() = ^{
    NSLog(@"value === %d", value);
};
blk();
value = 2;
NSLog(@"%@", value);复制代码
```
  value结果为 10 。在block中,block表达式截获所使用的自动变量的值,即保存该变量的瞬间值,因此在执行了block后,改变block外自动变量的值,并不会影响block执行时自动变量的值。ui
- block的本质
  
  关于block的本质, ibireme大神objc 中的 block这篇博客里,有详细的分析。
```
struct Block_descriptor_1 {
    uintptr_t reserved;
    uintptr_t size;
};

struct Block_layout {
    void *isa;
    volatile int32_t flags; // contains ref count
    int32_t reserved; 
    void (*invoke)(void *, ...);
    struct Block_descriptor_1 *descriptor;
    // imported variables
};复制代码
```
  根据block的数据结构能够发现,它是含有*isa指针的,在OC中根据对象的定义，凡是首地址是*isa的结构体指针，均可以认为是对象(id)。这样在objc中，block实际上就算是对象。
- 既然OC处理Block是按照对象来处理的。在iOS中，常见的就是_NSConcreteStackBlock，_NSConcreteMallocBlock，_NSConcreteGlobalBlock这3种,还有另外几种,暂不作讨论。
- ARC下:
```
void(^blockA)() = ^{
    NSLog(@"just a block");
};
NSLog(@"%@", blockA);

int value = 10;
void(^blockB)() = ^{
    NSLog(@"just a block === %d", value);
};
NSLog(@"%@", blockB);复制代码
```
  ARC下打印结果以下:
  
  <__NSGlobalBlock__: 0x10c81c308> <__NSMallocBlock__: 0x60400025d160>
  
  MRC下打印结果以下: <__NSGlobalBlock__: 0x1056bf308> <__NSStackBlock__: 0x7ffeea540a48>
  
  咱们对栈上的block作copy操做:
  
  NSLog(@"%@", [blockB copy])
  
  结果为: <__NSMallocBlock__: 0x600000444b60>
  
  由此咱们能够得出如下结果:
  - 当block没有引用外部局部变量的时候,block为全局block
  - 当block引用外部局部变量的时候,ARC下为堆block,MRC下为栈block,此时对MRC下的栈block进行copy,栈block就变为堆block。在ARC下,编译器会把block从栈拷贝到堆。
  - 经验证,当block只引用静态变量,全局变量的时候,block均为全局block
为何在默认状况下没法修改被block捕获的变量？ __block都作了什么?
- 默认状况下,在block中是没法修改被block捕获的自动变量,由于block捕获自动变量时,仅仅捕获到该自动变量的值,并不是是内存地址,所以早block内部没法改变自动变量的值。
- __block的实现原理详见深刻研究 Block 捕获外部变量和 __block 实现原理。大体意思是说: 带有__block的自动变量,通过编译后会变成一个结构体,经过结构体中的__forwarding指针能够访问到变量,天然就能够修改变量了。

模拟一下循环引用的一个状况？block实现界面反向传值如何实现？

循环引用场景

// 当block做为属性时:
@property(nonatomic, copy) void(^block)();

self.block = ^{
    NSLog(@"%@",self);
}
复制代码

此时会出现警告:

这时,能够用__weak修饰self,避免循环引用:

界面反向传值

//SecondViewController.h
#import < UIKit/UIKit.h>

typedef void(^CallBackBlock) (NSString *string);

@interface SecondViewController : UIViewController

@property (nonatomic,strong)UItextField *textField;
@property (nonatomic,copy)CallBackBlcok callBackBlock;

@end

// 在implementation中添加一个点击事件:
- (IBAction)click:(id)sender {
   self.callBackBlock(_textField.text);
    [self.navigationController popToRootViewControllerAnimated:YES];
}
复制代码

在FirstViewController中:

// FirstViewController.m
- (IBAction)push:(id)sender {
    SecondViewController *secondVC = [[SecondViewController alloc]init]
    secondVC.callBackBlock = ^(NSString *string){
        NSLog(@"string is %@",string);
        self.label.text = string;
    };
    [self.navigationController pushViewController:secondVC animated:YES];
}复制代码

思考一下这个问题: ARC下会发生什么? MRC呢?若blockA并无引用自动变量val的话状况又是什么样?

@property(nonatomic, weak) void(^block)();
  
  - (void)viewDidLoad {
      [superviewDidLoad];
      int val = 10;
      void(^blockA)() = ^{
          NSLog(@"val:%d", val);
      };
      NSLog(@"%@", blockA);
      _block = blockA;
  }
      
  -(void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event{
      NSLog(@"%@", _block);
  }复制代码

Runtime
objc在向一个对象发送消息时，发生了什么？
- 众所周知,在objc中方法调用的本质是发消息,例如:
```
[obj message];
// 运行时会转化为：
objc_msgSend(obj, selector)

// 当有参数时：
[obj message:(id)arg...];
// 运行时会转化为：
objc_msgSend(obj, selector, arg1, arg2, ...)复制代码
```
  消息在运行时才会与方法绑定
  
  当向一个对象发送消息时:
  
  1.首先检测这个 selector 是否是要忽略。好比 Mac OS X 开发，有了垃圾回收就不理会 retain，release 这些函数。
  
  2.检测这个 selector 的 target 是否是 nil，Objc 容许咱们对一个 nil 对象执行任何方法不会 Crash，由于运行时会被忽略掉。
  
  3.若是上面两步都经过了，那么就开始查找这个类的实现 IMP，先从 cache 里查找，若是找到了就运行对应的函数去执行相应的代码。
  
  4.若是 cache 找不到就找类的方法列表中是否有对应的方法。若是类的方法列表中找不到就到父类的方法列表中查找，一直找到 NSObject 类为止。
  
  5.若是还找不到，就要开始进入消息转发流程
  
  以下图所示:

何时会报unrecognized selector错误？iOS有哪些机制来避免走到这一步？
- 当调用某对象上某个方法,而该对象并无实现这个方法的时候，能够经过消息转发进行解决。
- 消息转发步骤以下:
  1. objc运行时会调用 +resolveInstanceMethod:或者 +resolveClassMethod:,让咱们有机会提供一个函数实现。若是你添加了函数,那运行时系统就会从新启动一次消息发送的过程,不然,运行时就会移到下一步，消息转发（Message Forwarding）。
  2. 调用forwardingTargetForSelector:方法，尝试找到一个能响应该消息的对象。若是获取到，则直接转发给它。若是返回了nil，继续下面的动做。
  3. 调用methodSignatureForSelector:方法，尝试得到一个方法签名。若是获取不到，则直接调用doesNotRecognizeSelector抛出异常。若是返回了一个方法签名,Runtime就会建立一个NSInvocation对象,而后继续进行第四步
  4. 调用forwardInvocation:方法，将地3步获取到的方法签名包装成Invocation传入，如何处理就在这里面了。
  如图所示:
可否向编译后获得的类中增长实例变量？可否向运行时建立的类中添加实例变量？为何？
- 不能向编译后获得的类中增长实例变量
- 能向运行时建立的类中添加实例变量
- 由于编译后的类已经注册在 runtime 中，类结构体中的 objc_ivar_list 实例变量的链表和 instance_size 实例变量的内存大小已经肯定，同时runtime 会调用 class_setIvarLayout 或 class_setWeakIvarLayout 来处理 strong weak 引用。因此不能向存在的类中添加实例变量。运行时建立的类是能够添加实例变量，调用 class_addIvar 函数。可是得在调用 objc_allocateClassPair 以后，objc_registerClassPair 以前，缘由同上。
runtime如何实现weak变量的自动置nil？
- weak修饰符表示该属性是非拥有关系,运行期系统会将每个类的weak变量放入相应的一个hash表中，在这个表中以weak变量所指向的对象的内存地址为key，当weak指向的对象引用计数为0执行dealloc方法，对象被销毁，运行期系统经过key去hash表中找到相应的weak对象将他们设置成nil。

给类添加一个属性后，在类结构体里哪些元素会发生变化？

类的结构体以下:

struct objc_class {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;

#if !__OBJC2__
    Class super_class                                        OBJC2_UNAVAILABLE;
    const char *name                                         OBJC2_UNAVAILABLE;
    long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
    long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_ivar_list *ivars                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_method_list **methodLists                    OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_cache *cache                                 OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_protocol_list *protocols                     OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;
/* Use `Class` instead of `struct objc_class *` */复制代码

当咱们给类添加属性后,实例对象的内存大小:instance_size和属性列表:objc_ivar_list *ivars会发生改变。

RunLoop

runloop是来作什么的？runloop和线程有什么关系？主线程默认开启了runloop么？子线程呢？
- runloop字面的意思就是跑圈,实际上App能一直不停的运行下去,runloop功不可没!咱们来分析一下main函数:
```
int main(int argc, char * argv[]) {
      @autoreleasepool {
          return UIApplicationMain(argc, argv, nil, NSStringFromClass([AppDelegate class]));
      }
  }复制代码
```
  若是没有runloop,线程执行完以后就会退出，就不能再执行任务了。这时咱们就须要采用一种方式来让线程可以处理任务，并不退出。因此，咱们就有了RunLoop,其中UIApplicationMain函数内部帮咱们开启了主线程的RunLoop，UIApplicationMain内部拥有一个无线循环的代码。
- runloop与线程对应关系以下:
  1. 一条线程对应一个RunLoop对象，每条线程都有惟一一个与之对应的RunLoop对象。
  2. 咱们只能在当前线程中操做当前线程的RunLoop，而不能去操做其余线程的RunLoop。
  3. RunLoop对象在第一次获取RunLoop时建立，销毁则是在线程结束的时候。
  4. 主线程的RunLoop对象系统自动帮助咱们建立好了(原理以下)，而子线程的RunLoop对象须要咱们主动建立。
runloop的mode是用来作什么的？有几种mode？
- 在ibireme大神的深刻理解 Runloop一文中,详细的介绍了一个Runloop包含了哪些东西,以下图所示:
  
  Mode表明RunLoop的运行模式,一个RunLoop能够包含若干个Mode，每一个Mode又包含若干个Source/Timer/Observer。每次调用RunLoop的主函数时，只能指定其中一个Mode，这个Mode被称做CurrentMode。若是须要切换Mode，只能退出Loop，再从新指定一个Mode进入。这样作主要是为了分隔开不一样组的Source/Timer/Observer，让其互不影响。
- 常见的Mode以下:
  
  1.kCFRunLoopDefaultMode：App的默认运行模式，一般主线程是在这个运行模式下运行 2.UITrackingRunLoopMode：跟踪用户交互事件（用于 ScrollView 追踪触摸滑动，保证界面滑动时不受其余Mode影响） 3.UIInitializationRunLoopMode：在刚启动App时第进入的第一个 Mode，启动完成后就再也不使用 4.GSEventReceiveRunLoopMode：接受系统内部事件，一般用不到 5.kCFRunLoopCommonModes：伪模式，不是一种真正的运行模式
为何把NSTimer对象以NSDefaultRunLoopMode（kCFRunLoopDefaultMode）添加到主运行循环之后，滑动scrollview的时候NSTimer却不动了？
- 1.当咱们不作任何操做的时候，RunLoop处于NSDefaultRunLoopMode下。
- 2.而当咱们拖动scrollview的时候，RunLoop就结束NSDefaultRunLoopMode，切换到了UITrackingRunLoopMode模式下，这个模式下没有添加NSTimer，因此咱们的NSTimer就不工做了。
- 3.但当咱们松开鼠标的时候，RunLoop就结束UITrackingRunLoopMode模式，又切换回NSDefaultRunLoopMode模式，因此NSTimer就又开始正常工做了
- 4.咱们能够把NSTimer也添加到UITrackingRunLoopMode模式下,或者开启新的线程,把NSTimer添加到子线程的Runloop中,这样就能够解决滑动时NSTimer失效的问题
苹果是如何实现Autorelease Pool的？
- autorelease
  
  一个被autorelease修饰的对象会被加到最近的autoreleasePool中,当这个autoreleasePool自身drain的时候，其中的autoreleased对象会被release
- autoreleasePool是怎么实现的?
  
  1.AutoreleasePool并无单独的结构，而是由若干个AutoreleasePoolPage以双向链表的形式组合而成
  
  2.AutoreleasePoolPage对象会记录autorelease对象地址
  
  3.AutoreleasePool的操做时经过如下这几个函数实现的:objc_autoreleasepoolPush,objc_autoreleasepoolPop,objc_autorelease
  
  4.Autorelease对象是在当前的runloop迭代结束时释放的，而它可以释放的缘由是系统在每一个runloop迭代中都加入了autorelease的Push和Pop
  
  推荐你们阅读这篇黑幕背后的Autorelease

类结构

isa指针？（对象的isa，类对象的isa，元类的isa都要说）
- 上面题目中写了类通过编译后的结构体,其中包含有isa指针,在OC中类也是一种对象,它属于元类metaClasss,对象的isa指针指向类,类的isa指针指向元类,元类的isa指针指向父类的元类,一直到根元类,最后根元类的isa指针指向了自身,如图:
类方法和实例方法有什么区别？
- 调用方式不一样,类方法由类名直接调用,实例方法由该类生成的对象调用。缘由是类方法是在元类结构体的methodLists里面,而实例方法位于类结构体的methodLists中。
- 类方法不能使用该类的属性,实例方法可使用属性
- 类方法中不能调用实例方法,而实例方法中能够调用类方法
- 类方法中self表明类自己,实例方法中self表明实例对象自己
介绍一下分类，能用分类作什么？内部是如何实现的？它为何会覆盖掉原来的方法？
- - 扩展已有的类
  - 分散原类的实现
  - 声明私有方法
  - 模拟多继承
  - 公开framework的部分私有方法
- 分类通过编译后也会成为一个结构体:
```
struct category_t {
    const char *name; // 类名
    classref_t cls;   // 分类所属的类
    struct method_list_t *instanceMethods;  // 实例方法列表
    struct method_list_t *classMethods;     // 类方法列表
    struct protocol_list_t *protocols;      // 遵循的协议列表
    struct property_list_t *instanceProperties; // 属性列表
};复制代码
```
  在运行时,category会被附加到类上面,包括把category的实例方法、协议以及属性添加到类上和category的类方法和协议添加到类的metaclass上。
- category的方法没有彻底替换掉原来类已经有的方法，也就是说若是category和原来类都有methodA，那么category附加完成以后，类的方法列表里会有两个methodA,category的方法被放到了新方法列表的前面，而原来类的方法被放到了新方法列表的后面，这也就是咱们日常所说的category的方法会“覆盖”掉原来类的同名方法，这是由于运行时在查找方法的时候是顺着方法列表的顺序查找的，它只要一找到对应名字的方法，就会罢休^_^，却不知后面可能还有同样名字的方法。
  
  推荐你们阅读美团出品的深刻理解Objective-C：Category,我是知识的搬运工~ 也欢迎你们给我推荐高质量的文章!独乐乐不如众乐乐~
运行时能增长成员变量么？能增长属性么？若是能，如何增长？若是不能，为何？
- class_addIvar给指定的类添加成员变量,可是不能为已经生成的类添加,运行时规定,只能在objc_allocateClassPair与objc_registerClassPair两个函数之间为类添加变量。缘由在上面的题目中有过解释。
- class_addProperty给指定的类添加属性,能够成功添加了属性可是不能用点调用法调用，能够利用KVC/关联方式来该表这个属性的值
- runtime的objc_setAssociatedObject和objc_getAssociatedObject方法来实现关联,给分类添加属性就是利用这个方法实现的。
objc中向一个nil对象发送消息将会发生什么？（返回值是对象，是标量，结构体）
- 向 nil 发送消息并不会引发程序crash,只是在运行时不会有任何做用。可是对[NSNull null]对象发送消息时,是会crash的。
- 当方法返回值为对象的时候, 给nil发消息返回nil
- 当方法返回值为结构体的时候,给nil发消息返回0,结构体中的各个参数也是0
- 当方法返回值为指针类型的时候, 给nil发消息返回0

参考博客:

招聘一个靠谱的iOS

深刻研究 Block 捕获外部变量和 __block 实现原理

深刻理解 Runloop

深刻理解Objective-C：Category

黑幕背后的Autorelease