iOS | 面试知识整理 - OC底层 (三)

时间 2019-11-15

标签 ios 面试知识整理底层栏目 iOS 繁體版

原文原文链接

前言:

最近公司项目不怎么忙, 闲暇时间把iOS 在面试中可能会遇到的问题整理了一番, 一部分题目是本身面试遇到的,一部分题目则是网上收录的, 方便本身巩固复习, 也分享给你们! 知识点比较多,比较杂,这里作了分类,下面是分类连接地址;面试

面试知识点整理 - 目录:编程

iOS | 面试知识整理 - OC底层 (三)

1. 一个OC对象占用多少内存

系统分配了16个字节给NSObject对象（经过malloc_size函数得到）
但NSObject对象内部只使用了8个字节的空间（64bit环境下，能够经过class_getInstanceSize函数得到）

2. 对象的isa指针指向哪里？

instance对象的isa指向class对象
class对象的isa指向meta-class对象
meta-class对象的isa指向基类的meta-class对象

3.OC的类信息存放在哪里？

对象方法、属性、成员变量、协议信息，存放在class对象中
类方法，存放在meta-class对象中
成员变量的具体值，存放在instance对象

4.iOS用什么方式实现对一个对象的KVO？(KVO的本质是什么？)

利用RuntimeAPI动态生成一个子类，而且让instance对象的isa指向这个全新的子类
当修改instance对象的属性时，会调用Foundation的_NSSetXXXValueAndNotify函数
willChangeValueForKey:
父类原来的setter
didChangeValueForKey:
内部会触发监听器（Oberser）的监听方法(observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:）

5.如何手动触发KVO？

手动调用willChangeValueForKey:和didChangeValueForKey:bash

- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
    
    Person *person = [[Person alloc]init];;
    [p addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld context:nil];
    [p willChangeValueForKey:@"name"];
    [p didChangeValueForKey:@"name"];
}
-(void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context{
    NSLog(@"被观测对象：%@, 被观测的属性：%@, 值的改变: %@\n, 携带信息:%@", object, keyPath, change, context);
}
复制代码

6.直接修改为员变量会触发KVO么？

不会触发KVO

7.经过KVC修改属性会触发KVO么？

会触发KVO
KVC在赋值时候,内部会触发监听器（Oberser）的监听方法(observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:）发送通知

8.KVC的赋值和取值过程是怎样的？原理是什么？

KVC的全称是Key-Value Coding，俗称“键值编码”，能够经过一个key来访问某个属性
调用 setValue:forKey:
setKey,_setKey ->找到了则进行赋值,未找到调用 accessInstanceVarlableDirctly 是否容许修改value值,返回YES, 调用_key, _isKey, key, isKey 进行赋值

9.Category的使用场合是什么？

在不修改原有类代码的状况下,为类添对象方法或者类方法
或者为类关联新的属性
分解庞大的类文件

使用场合:服务器

添加实例方法
添加类方法
添加协议
添加属性
关联成员变量

10.Category的实现原理

Category编译以后的底层结构是struct category_t，里面存储着分类的对象方法、类方法、属性、协议信息
在程序运行的时候，runtime会将Category的数据，合并到类信息中（类对象、元类对象中）

11.Category和Class Extension的区别是什么？

Class Extension在编译的时候，它的数据就已经包含在类信息中
Category是在运行时，才会将数据合并到类信息中

12.Category中有load方法吗？load方法是何时调用的？load 方法能继承吗？

有load方法
load方法在runtime加载类、分类的时候调用
load方法能够继承，可是通常状况下不会主动去调用load方法，都是让系统自动调用

13. initialize方法如何调用,以及调用时机

当类第一次收到消息的时候会调用类的initialize方法
是经过 runtime 的消息机制 objc_msgSend(obj,@selector()) 进行调用的
优先调用分类的 initialize, 若是没有分类会调用子类的,若是子类未实现则调用父类的

13. load、initialize方法的区别什么？它们在category中的调用的顺序？以及出现继承时他们之间的调用过程？

load 是类加载到内存时候调用, 优先父类->子类->分类
initialize 是类第一次收到消息时候调用,优先分类->子类->父类
同级别和编译顺序有关系
load 方法是在 main 函数以前调用的

14. Category可否添加成员变量？若是能够，如何给Category添加成员变量？

不能直接给Category添加成员变量，可是能够间接实现Category有成员变量的效果
Category是发生在运行时,编译完毕,类的内存布局已经肯定,没法添加成员变量(Category的底层数据结构也没有成员变量的结构)
能够经过 runtime 动态的关联属性

15. block的原理是怎样的？本质是什么？

block 本质实际上是OC对象
block 内部封装了函数调用以及调用环境

16. __block的做用是什么？有什么使用注意点？

若是须要在 block 内部修改外部的局部变量的值,就须要使用__block 修饰(全局变量和静态变量不须要加__block 能够修改)
__block 修饰之后,局部变量的数据结构就会发生改变,底层会变成一个结构体的对象,结构内部会声明一个 __block修饰变量的成员, 而且将 __block修饰变量的地址保存到堆内存中. 后面若是修改这个变量的值,能够经过 isa 指针找到这个结构体,进来修改这个变量的值;
能够在 block 内部修改变量的值

17. block的属性修饰词为何是copy？使用block有哪些使用注意？

block 一旦没有进行copy操做，就不会在堆上
使用注意：循环引用问题 (外部使用__weak 解决)

17. block在修改NSMutableArray，需不须要添加__block？

若是是操做 NSMutableArray 对象不须要,由于 block 内部拷贝了 NSMutableArray对象的内存地址,实际是经过内存地址操做的
若是 NSMutableArray 对象要从新赋值,就须要加__block

18. Block 内部为何不能修改局部变量,须要加__block

经过查看Block 源码,能够发现, block 内部若是单纯使用外部变量, 会在 block 内部建立一样的一个变量,而且将外部变量的值引用过来..(只是将外部变量值拷贝到 block 内部), 内部这个变量和外部实际已经不要紧了
从另外一方面分析,block 本质也是一个函数指针, 外部的变量也是一个局部变量,颇有可能 block 在使用这个变量时候,外部变量已经释放了,会形成错误
加了__block 之后, 会将外部变量的内存拷贝到堆中, 内存由 block 去管理.

19.讲一下 OC 的消息机制

OC中的方法调用其实都是转成了objc_msgSend函数的调用，给receiver（方法调用者）发送了一条消息（selector方法名）
objc_msgSend底层有3大阶段
- 消息发送（当前类、父类中查找）、
- 动态方法解析、
- 消息转发

20. 消息发送流程

当咱们的一个 receiver(实例对象)收到消息的时候, 会经过 isa 指针找到他的类对象, 而后在类对象方法列表中查找对应的方法实现,若是未找到,则会经过 superClass 指针找到其父类的类对象, 找到则返回,未找打则会一级一级往上查到,最终到NSObject 对象, 若是仍是未找到就会进行动态方法解析
类方法调用同上,只不过 isa 指针找到元类对象;

21. 动态方法解析机制

当咱们发送消息未找到方法实现,就会进入第二步,动态方法解析: 代码实现以下微信

//  动态方法绑定- 实例法法调用
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
    if (sel == @selector(run)) {
        Method method = class_getInstanceMethod(self, @selector(test));
        class_addMethod(self, sel, method_getImplementation(method), method_getTypeEncoding(method));
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
// 类方法调用
+(BOOL) resolveClassMethod:(SEL)sel....
复制代码

22.消息转发机制流程

未找到动态方法绑定,就会进行消息转发阶段网络

// 快速消息转发- 指定消息处理对象
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector{
    if (aSelector == @selector(run)) {
        return [Student new];
    }
    return  [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
} 

// 标准消息转发-消息签名
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector{
    if(aSelector == @selector(run))
    {
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
    }
    return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation{
   //内部逻辑本身处理 
}
复制代码

23. 什么是Runtime？平时项目中有用过么？

Objective-C runtime是一个运行时库，它为Objective-C语言的动态特性提供支持，咱们所写的OC代码在运行时都转成了runtime相关的代码，类转换成C语言对应的结构体，方法转化为C语言对应的函数，发消息转成了C语言对应的函数调用。经过了解runtime以及源码,能够更加深刻的了解OC其特性和原理
OC是一门动态性比较强的编程语言，容许不少操做推迟到程序运行时再进行
OC的动态性就是由Runtime来支撑和实现的，Runtime是一套C语言的API，封装了不少动态性相关的函数
平时编写的OC代码，底层都是转换成了Runtime API进行调用

22.runtime具体应用

利用关联对象（AssociatedObject）给分类添加属性
遍历类的全部成员变量（修改textfield的占位文字颜色、字典转模型、自动归档解档）
交换方法实现（交换系统的方法）
利用消息转发机制解决方法找不到的异常问题

23.unrecognized selector sent to instance 错误

该错误是基于OC的消息机制:数据结构

在方法列表中未找到方法实现
尝试动态方法解析,也未绑定犯法
进行消息转发,也未处理
最后进行报错

24.若是向一个nil对象发消息不会crash的话,那么message sent to deallocated instance的错误是怎么回事？

这是由于这个对象已经被释放了（引用计数为0了），那么这个时候再去调用方法确定是会Crash的，由于这个时候这个对象就是一个野指针（指向僵尸对象（对象的引用计数为0，指针指向的内存已经不可用）的指针）了，安全的作法是释放后将对象从新置为nil，使它成为一个空指针

25. 向一个nill对象发送消息会发生什么？

OC中向nil发消息，什么都不会方式,程序是不会崩溃的。
由于OC的函数都是经过objc_msgSend进行消息发送来实现的，相对于C和C++来讲，对于空指针的操做会引发crash问题，而objc_msgSend会经过判断self来决定是否发送消息，若是self为nil，那么selector也会为空，直接返回，不会出现问题。视方法返回值，向nil发消息可能会返回nil（返回值为对象），0（返回值为一些基础数据）或0X0（返回值为id）等。但对于[NSNull null]对象发送消息时，是会crash的，由于NSNull类只有一个null方法

26.代码打印结果:

@interface Person : NSObject
@end
@implementation Person
@end

@interface Student : Person
@end
@implementation Student
- (instancetype)init{
    if (self= [super init]) {
        NSLog(@"%@", [self class]);
        NSLog(@"%@", [super class]);
        NSLog(@"%@", [self superclass]);
        NSLog(@"%@", [super superclass]);
    }
}
[self class] 和 [super class] 都是给当前类返送消息,spuer 表示在父类中查找
[self superClass]  和 [super superclass] 也是也当前类发消息,返回父类
第一个打印:
Student / Student/ Person / Person
复制代码

27.代码运行结果?

BOOL res1 = [[NSObject class] isKindOfClass:[NSObject class]];
BOOL res2 = [[NSObject class] isMemberOfClass:[NSObject class]];
BOOL res3 = [[Person class] isKindOfClass:[Person class]];
BOOL res4 = [[Person class] isMemberOfClass:[Person class]];
NSLog(@"%d-%d-%d-%d",res1, res2, res3, res4);
复制代码

isKindOfClass 表示对象是否为当前类或者子类的类型
isMemberOfClass 表示是否为当前类的的类型
isMemberOfClass 分为- 对象方法和+ 类方法2中
- (bool)isMemberOfClass; 比较的是类对象
+ (bool)isMemberOfClass; 比较的是元类

打印结果: 1 ,0, 0, 0async

28.讲讲 RunLoop，项目中有用到吗？

runloop运行循环,保证程序一直运行,主线程默认开启
用于处理线程上的各类事件,定时器等
能够提升程序性能,节约CPU资源,有事情作就作,没事情作就让线程休眠
应用范畴:
定时器,事件响应,手势识别,界面刷新,以及autoreleasePool 等等

29.runloop内部实现逻辑？

实际上 RunLoop 就是这样一个函数，其内部是一个 do-while 循环。当你调用 CFRunLoopRun() 时，线程就会一直停留在这个循环里；直到超时或被手动中止，该函数才会返回。

30.runloop和线程的关系？

每条线程都有惟一的一个与之对应的RunLoop对象
RunLoop保存在一个全局的Dictionary里，线程做为key，RunLoop做为value
线程刚建立时并无RunLoop对象，RunLoop会在第一次获取它时建立
RunLoop会在线程结束时销毁
主线程的RunLoop已经自动获取（建立），子线程默认没有开启RunLoop

31.timer 与 runloop 的关系？

timer 定时器,是基于 runloop 来实现的, runloop 在运行循环当中,监听到了定制器就会执行;因此 timer 须要添加到 runloop 中去, 注意子线程的 runloop 默认是不开启的,若是在子线程执行 timer 须要手动开启 runloop

32.程序中添加每3秒响应一次的NSTimer，当拖动tableview时timer可能没法响应要怎么解决？

将 timer 对象添加到 runloop 中,并修改 runloop 的运行 mode

NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 repeats:YES block:nil];
 [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];
复制代码

33. runloop的mode做用是什么？

runloop 只能在一种 mode 下运行, 作不一样的事情,runloop 会切换到对应的 model 下来执行,默认是 kCFRunLoopDefaultMode 若是视图滑动再回切换到 UITrackingRunLoopMode,若是须要在多种 mode 下运行则须要手动设置 kCFRunLoopCommonModes;编程语言

kCFRunLoopDefaultMode：App的默认Mode，一般主线程是在这个Mode下运行
UITrackingRunLoopMode：界面跟踪 Mode，用于 ScrollView 追踪触摸滑动，保证界面滑动时不受其余 Mode 影响
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，会切换到kCFRunLoopDefaultMode
GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系统事件的内部 Mode，一般用不到
kCFRunLoopCommonModes: 这是一个占位用的Mode，做为标记kCFRunLoopDefaultMode和UITrackingRunLoopMode用，并非一种真正的Mode

34.使用method swizzling要注意什么?

方式无限循环
进行版本迭代的时候须要进行一些检验，防止系统库的函数发生了变化

35. 一个系统方法被屡次交换,会有什么影响吗?以及调用顺序?原理

都会执行,后交换的会先调用.
                         
第一次交换   viewwillAppAppear 和 test1 的指向的方法实现地址发生变化
第二次交换   viewwillAppAppear 和 test2 实际上等因而 test2 和 test1 进行了交换,由于 viewwillAppAppear 已经变为了 test1了.

调用 --> viewwillAppAppear
实际调用顺序 -->test2--->test1-->viewwillAppAppear
造成一个闭环:viewwillAppAppear 也只会调用一次
复制代码

36.runloop 主线程监听卡顿

用户层面感知的卡顿都是来自处理全部UI的主线程上，包括在主线程上进行的大计算，大量的IO操做，或者比较重的绘制工做。
如何监控主线程呢，首先须要知道的是主线程和其它线程同样都是靠NSRunLoop来驱动的。能够先看看CFRunLoopRun的大概的逻辑 ,不难发现NSRunLoop调用方法主要就是在kCFRunLoopBeforeSources和kCFRunLoopBeforeWaiting之间,还有kCFRunLoopAfterWaiting以后,也就是若是咱们发现这两个时间内耗时太长,那么就能够断定出此时主线程卡顿.只须要另外再开启一个线程,实时计算这两个状态区域之间的耗时是否到达某个阀值,便能揪出这些性能杀手.
用GCD里的dispatch_semaphore_t开启一个新线程，设置一个极限值和出现次数的值，而后获取主线程上在kCFRunLoopBeforeSources到kCFRunLoopBeforeWaiting再到kCFRunLoopAfterWaiting两个状态之间的超过了极限值和出现次数的场景，将堆栈dump下来，最后发到服务器作收集，经过堆栈可以找到对应出问题的那个方法。

- (void)start
{
    if (observer)
        return;
    
    // // 建立信号
    semaphore = dispatch_semaphore_create(0);
    
    // 注册RunLoop状态观察
    CFRunLoopObserverContext context = {0,(__bridge void*)self,NULL,NULL};
    observer = CFRunLoopObserverCreate(kCFAllocatorDefault,
                                       kCFRunLoopAllActivities,
                                       YES,
                                       0,
                                       &runLoopObserverCallBack,
                                       &context);
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetMain(), observer, kCFRunLoopCommonModes);
    
    // 在子线程监控时长
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        while (YES)
        {
            // 假定连续5次超时50ms认为卡顿(固然也包含了单次超时250ms)
            long st = dispatch_semaphore_wait(semaphore, dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 50*NSEC_PER_MSEC));
            // Returns zero on success, or non-zero if the timeout occurred.
            if (st != 0)
            {
                if (!observer)
                {
                    timeoutCount = 0;
                    semaphore = 0;
                    activity = 0;
                    return;
                }
                
                // kCFRunLoopBeforeSources 即将处理source kCFRunLoopAfterWaiting 刚从睡眠中唤醒
                // RunLoop会一直循环检测，从线程start到线程end，检测检测到事件源（CFRunLoopSourceRef）执行处理函数，首先会产生通知，corefunction向线程添加runloopObservers来监听事件，并控制NSRunLoop里面线程的执行和休眠，在有事情作的时候使当前NSRunLoop控制的线程工做，没有事情作让当前NSRunLoop的控制的线程休眠。
                
                if (activity == kCFRunLoopBeforeSources || activity == kCFRunLoopAfterWaiting)
                {
                    
                    if (++timeoutCount < 3)
                        continue;
                    
                     NSLog(@"有点儿卡");
                }
            }
            timeoutCount = 0;
        }
    });
}
复制代码

37. _objc_msgForward 函数是作什么的?直接调用它将会发生什么?

_objc_msgForward 是 IMP 类型，用于消息转发的:当向一个对象发送一条消息，但它并无实现的时候，_objc_msgForward 会尝试作消息转发
直接调用_objc_msgForward 是很是危险的事，这是把双刃刀，若是用很差会直接致使程序 Crash，可是若是用得好，能作不少很是酷的事
JSPatch 就是直接调用_objc_msgForward 来实现其核心功能的

38. 如何打印一个类中的全部实例变量

OC的类其实是一个objc_class类型的结构体,包含了实例变量列表: (objc_ivar_list),能够经过 runtime 函数来获取这个列表:
OBJC_EXPORT Ivar _Nonnull * _Nullable class_copyIvarList(Class _Nullable cls, unsigned int * _Nullable outCount)

例子:

Student *stu = [[Student alloc]init];
stu.stu_name = @"alex";
stu.stu_age = 10;

unsigned int count = 0;
Ivar *list = class_copyIvarList([stu class], &count);
NSMutableDictionary * dict = [NSMutableDictionary dictionary];
for (int i = 0; i< count; i++){
    id iVarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(list[i])];
    dict[iVarName] = [stu valueForKey:iVarName];
}
    
NSLog(@"%@",dict);
复制代码

39. 如何使用 rumtime 动态添加一个类

runtime 很强大.能够动态的建立一个全新的类或对象

// 添加一个继承NSObject的类 类名是MyClass
Class MyClass = objc_allocateClassPair([NSObject class], "MyClass", 0);
// 增长实例变量
class_addIvar(MyClass, "_age", sizeof(NSString *), 0, "@");
//注册这个类到runtime系统中就可使用他了
objc_registerClassPair(MyClass);
//生成了一个实例化对象
id myobj = [[MyClass alloc] init];
//给刚刚添加的变量赋值
[myobj setValue:@30 forKey:@"age"];
// 打印
NSLog(@"age= %@",[myobj valueForKey:@"age"]);
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iOS | 面试知识整理 - UI 相关 (四)

其实呢做为一个开发者，有一个学习的氛围跟一个交流圈子特别重要，这是个人微信你们有兴趣能够添加邀请小伙伴们进入微信群里一块儿交流（想要进入的可加小编微信17512010526）

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前言:

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1. 一个OC对象占用多少内存

2. 对象的isa指针指向哪里？

3.OC的类信息存放在哪里？

4.iOS用什么方式实现对一个对象的KVO？(KVO的本质是什么？)

5.如何手动触发KVO？

6.直接修改为员变量会触发KVO么？

7.经过KVC修改属性会触发KVO么？

8.KVC的赋值和取值过程是怎样的？原理是什么？

9.Category的使用场合是什么？

10.Category的实现原理

11.Category和Class Extension的区别是什么？

12.Category中有load方法吗？load方法是何时调用的？load 方法能继承吗？

13. initialize方法如何调用,以及调用时机

13. load、initialize方法的区别什么？它们在category中的调用的顺序？以及出现继承时他们之间的调用过程？

14. Category可否添加成员变量？若是能够，如何给Category添加成员变量？

15. block的原理是怎样的？本质是什么？

16. __block的做用是什么？有什么使用注意点？

17. block的属性修饰词为何是copy？使用block有哪些使用注意？

17. block在修改NSMutableArray，需不须要添加__block？

18. Block 内部为何不能修改局部变量,须要加__block

19.讲一下 OC 的消息机制

20. 消息发送流程

21. 动态方法解析机制

22.消息转发机制流程

23. 什么是Runtime？平时项目中有用过么？

22.runtime具体应用

23.unrecognized selector sent to instance 错误

24.若是向一个nil对象发消息不会crash的话,那么message sent to deallocated instance的错误是怎么回事？

25. 向一个nill对象发送消息会发生什么？

26.代码打印结果:

27.代码运行结果?

28.讲讲 RunLoop，项目中有用到吗？

29.runloop内部实现逻辑？

30.runloop和线程的关系？

31.timer 与 runloop 的关系？

32.程序中添加每3秒响应一次的NSTimer，当拖动tableview时timer可能没法响应要怎么解决？

33. runloop的mode做用是什么？

34.使用method swizzling要注意什么?

35. 一个系统方法被 屡次交换,会有什么影响吗?以及调用顺序?原理

36.runloop 主线程监听卡顿

37. _objc_msgForward 函数是作什么的?直接 调用它将会发生什么?

38. 如何打印一个类中的全部实例变量

39. 如何使用 rumtime 动态添加一个类

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37. _objc_msgForward 函数是作什么的?直接调用它将会发生什么?