iOS 面试题分析

Posted 2021-08-29 卡卡西Sensei

1.回顾

在之前的博客中，对OC底层进行了一系列的源码的探索分析，上一篇博客也对一些面试题进行了回答和分析，本篇博客继续面试题分析！

2. ios面试题分析

2.1 ⽅法的本质？sel是什么？IMP是什么？两者之间的关系⼜是什么？

• 方法的本质:发送消息流程

1. 快速消息查找 (objc_msgSend)，cache_t 缓存查找消息。
2. 慢速消息查找（lookUpImpOrForward）递归自己以及父类，自己找不到去父类缓存中找，依然找不到会进行父类慢速查找，直到找到nil。
3. 查找不到消息进行动态方法解析（resolveInstanceMethod/resolveClassMethod）。resolveClassMethod的过程中如果没有找到方法，会调用resolveInstanceMethod。
4. 消息快速转发（forwardingTargetForSelector），相当于找消息备用接收者。
5. 消息慢速转发(methodSignatureForSelector & forwardInvocation)，在仍然没有解决问题后在methodSignatureForSelector的时候会再进行一次慢速消息查找（这次不进行消息转发）。
6. 最后仍然没有解决问题会进入doesNotRecognizeSelector抛出异常。

• sel是方法编号，在read_images期间就编译进入了内存。

• imp 就是函数实现指针 ，找imp就是找函数的过程。
  可以将sel-imp理解为书本的目录，sel书本目录的名称，imp就是书本的⻚码。查找具体的函数就是想看这本书里面具体篇章的内容。

• 1：我们⾸先知道想看什么 – > tittle (sel)

• 2：根据⽬录对应的⻚码 – >(imp)

• 3：翻到具体的内容

• imp与SEL 的关系
  SEL : ⽅法编号
  IMP : 函数指针地址
  SEL 相当于书本⽬录的名称
  IMP : 相当于书本⽬录的⻚码

1. ⾸先明⽩我们要找到书本的什么内容 (sel⽬录⾥⾯的名称)
2. 通过名称找到对应的本⻚码 (imp)
3. 通过⻚码去定位具体的内容

2.2 能否向编译后的得到的类中增加实例变量？能否向运⾏时创建的类中添加实例变量

不能向编译后的得到的类中增加实例变量

原因：我们编译好的实例变量存储的位置在ro，⼀旦编译完成，内存结构就完全确定了，是⽆法进行任何修改的。

只要内没有注册到内存还是可以添加

可以通过关联对象的方式添加属性，方法等
主要用到了objc_setAssociatedObject，objc_getAssociatedObject以及objc_removeAssociatedObjects方法

当我们的对象释放的时候 --> dealloc
1: c++ 函数释放: object_cxxDestruct
2: 移除关联属性 : _object_remove_assocations
3: 将弱引⽤⾃动设置 nil : weak_clear_no_lock(&table.weak_table, (id)this)
4: 引⽤计数处理: table.refcnts.erase(this)
4: 销毁对象: free(obj)

2.3 [self class]和[super class]的区别以及原理分析。

我先来看看如下，代码

@implementation LGTeacher
- (instancetype)init{
    self = [super init];
    if (self) {
        NSLog(@"%@ - %@",[self class],[super class]);
    }
    return self;
}

代码运行结果如下：

2021-07-30 10:49:10.213169+0800 ObjcBuild[65615:2453340] LGTeacher--LGTeacher

[self class]打印结果可以理解，这[super class]打印就很懵了

太意想不到了，那么clang一下看看，是objc_msgSendSuper

之后debug一下，汇编跟踪看看

不看不要紧，一看更懵逼！什么鬼👻？？？不是发送objc_msgSendSuper消息吗？怎么又变成objc_msgSendSuper2了啊！现在脑壳嗡嗡的！百思不得其解。

- (Class)class {
    return object_getClass(self);
}

Class object_getClass(id obj)
{
    if (obj) return obj->getIsa();
    else return Nil;
}

• class是NSObject的方法，class的隐藏参数是id self, SEL _cmd。所以[self class] 就是发送消息objc_msgSend，消息接受者是 self和方法编号class。所以返回LGTeacher。
• 对于super来说它是没有这个参数的。它不是参数名，是一个编译器关键字。在clang中编译后调用的是objc_msgSendSuper方法。

objc_msgSendSuper(void /* struct objc_super *super, SEL op, ... */ )

objc_msgSendSuper有两个参数objc_super和SEL

• objc_super

/// Specifies the superclass of an instance. 
struct objc_super {
    __unsafe_unretained _Nonnull id receiver;
#if !defined(__cplusplus)  &&  !__OBJC2__
    __unsafe_unretained _Nonnull Class class;
#else
    __unsafe_unretained _Nonnull Class super_class;
#endif
};
#endif

其中的一个参数receiver是消息接收者，super_class为第一个被查找的类，但是实际它调用的是objc_msgSendSuper2，上面也验证过了。

• objc_msgSendSuper2

// objc_msgSendSuper2() takes the current search class, not its superclass.
OBJC_EXPORT id _Nullable
objc_msgSendSuper2(struct objc_super * _Nonnull super, SEL _Nonnull op, ...)

从源码的注释中也可以发现super_class应该就是当前类。

• objc_msgSendSuper与objc_msgSendSuper2实现如下：

    ENTRY _objc_msgSendSuper
    UNWIND _objc_msgSendSuper, NoFrame
    //p0存储receiver，p16存储class
    ldp p0, p16, [x0]       // p0 = real receiver, p16 = class
    //跳转到 L_objc_msgSendSuper2_body 的实现
    b L_objc_msgSendSuper2_body

    END_ENTRY _objc_msgSendSuper

    // no _objc_msgLookupSuper

    ENTRY _objc_msgSendSuper2
    UNWIND _objc_msgSendSuper2, NoFrame

#if __has_feature(ptrauth_calls)
    ldp x0, x17, [x0]       // x0 = real receiver, x17 = class
    //读取
    add x17, x17, #SUPERCLASS   // x17 = &class->superclass
    ldr x16, [x17]      // x16 = class->superclass
    AuthISASuper x16, x17, ISA_SIGNING_DISCRIMINATOR_CLASS_SUPERCLASS
LMsgSendSuperResume:
#else
    //ldp读取两个寄存器，将objc_super解析成receiver和class
    ldp p0, p16, [x0]       // p0 = real receiver, p16 = class
    //通过class找到superclass
    ldr p16, [x16, #SUPERCLASS] // p16 = class->superclass
#endif
L_objc_msgSendSuper2_body:
    //查找缓存
    CacheLookup NORMAL, _objc_msgSendSuper2, __objc_msgSend_uncached

    END_ENTRY _objc_msgSendSuper2

从上面arm64的汇编源码可以知道_objc_msgSendSuper跳转到_objc_msgSendSuper2，区别是_objc_msgSendSuper直接调用，objc_msgSendSuper2通过cls获取了superClass。也就是说objc_msgSendSuper传递的objc_super中superClass为父类，objc_msgSendSuper2传递的objc_super中superClass为自己，在汇编代码中进行了父类的获取。

那么[super class]中receiver决定了消息的接收者，从上面的解释中也可以知道，这里的接受者还是self也就是LGTeacher

所以[super class]也打印的是LGTeacher。

• 在llvm中实现源码如下：

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