iOS 底层面试题

Posted 2022-12-10 WeaterMr

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了iOS 底层面试题相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

一，Runtime是什么？

runtime是由C和C++汇编实现的一套API，为OC语言加入了面向对象、以及运行时的功能

运行时是指将数据类型的确定由编译时推迟到了运行时

举例：extension 和 category 的区别
平时编写的OC代码，在程序运行的过程中，其实最终会转换成runtime的C语言代码， runtime是OC的幕后工作者

1、category 类别、分类

专门用来给类添加新的方法

不能给类添加成员属性

注意：其实可以通过runtime 给分类添加属性，即属性关联，重写setter、getter方法
分类中用@property 定义变量，只会生成变量的setter、getter方法的声明，不能生成方法实现和带下划线的成员变量

2、extension 类扩展

可以说成是特殊的分类，也可称作匿名分类

可以给类添加成员属性，但是是私有变量

可以给类添加方法，也是私有方法

二，方法的本质，sel是什么？IMP是什么？两者之间的关系又是什么？

快速查找（objc_msgSend） - cache_t缓存消息中查找
慢速查找 - 递归自己|父类 - lookUpImpOrForward
查找不到消息：动态方法解析- resolveInstanceMethod
消息快速转发 - forwardingTargetForSelector
消息慢速转发 - methodSignatureForSelector & forwardInvocation
sel是方法编号 - 在read_images期间就编译进了内存

+imp是函数实现指针，找imp就是找函数的过程

sel 相当于一本书的目录title
sel相当于书本的页码

查找具体的函数就是想看这本书具体篇章的内容

1、首先知道想看什么，即目录 title - sel

2、根据目录找到对应的页码 - imp

3、通过页码去翻到具体的内容

三，能否向编译后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

1、不能向编译后的得到的类中增加实例变量

2、只要类没有注册到内存还是可以添加的

3、可以添加属性+方法

【原因】：编译好的实例变量存储的位置是ro，一旦编译完成，内存结构就完全确定了

四， [self class]和[super class]的区别以及原理分析

[self class]就是发送消息 objc_msgSend，消息接收者是self，方法编号 class

[super class] 本质就是objc_msgSendSuper，消息的接收者还是 self，方法编号 class，在运行时，底层调用的是_objc_msgSendSuper2【重点！！！】

只是 objc_msgSendSuper2 会更快，直接跳过self的查找

- (Class)class 
    return object_getClass(self);



Class object_getClass(id obj)

    if (obj) return obj->getIsa();
    else return Nil;

其底层是获取对象的isa，当前的对象是LGTeacher，其isa是同名的LGTeacher，所以[self class]打印的是LGTeacher
[super class]中，其中super 是语法的关键字，

objc_msgSendSuper(void /* struct objc_super *super, SEL op, ... */ )
    OBJC_AVAILABLE(10.0, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);

这里我们可以看到， objc_msgSendSuper 的第一个隐藏参数是一个结构体。
可以通过clang 看super的本质，这是编译时的底层源码，当我们clang 发现是调用的objc_msgSendSuper 个函数，但是当我们通过汇编跑流程其实实际上是调用objc_msgSendSuper2
通过clang ，底层源码中搜索__rw_objc_super，是一个中间结构体临时变量

ENTRY _objc_msgSendSuper2
UNWIND _objc_msgSendSuper2, NoFrame

ldp	p0, p16, [x0]		// p0 = real receiver, p16 = class 取出receiver 和 class
ldr	p16, [x16, #SUPERCLASS]	// p16 = class->superclass
CacheLookup NORMAL, _objc_msgSendSuper2//cache中查找--快速查找

END_ENTRY _objc_msgSendSuper2

结论：

[self class]方法调用的本质是发送消息，调用class的消息流程，拿到元类的类型，在这里是因为类已经加载到内存，所以在读取时是一个字符串类型，这个字符串类型是在map_images的readClass时已经加入表中，所以打印为LGTeacher

[super class]打印的是LGTeacher，原因是当前的super是一个关键字，在这里只调用objc_msgSendSuper2，其实他的消息接收者和[self class]是一模一样的，所以返回的是LGTeacher

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

补充：这里的 self = [super init]; 主要作用是初始化一些相关的数据，目的是在实例化对象后自带一些特性。

五，内存平移问题

LGPerson *person = [LGPerson alloc];
[person saySomething];
Class cls = [LGPerson class];
void  *kc = &cls;  //
[(__bridge id)kc saySomething];

以上两种方式都能调用saySomething，这里的saySomething 是实例方法。
那为什么能够调用成功能，这里又回归到方法调用的本质，即消息发送并没有区分对象和类方法。
如何更好的理解这里的原理，首相我们先抛开对象和类的概念。类是什么，我是这样比喻的，类似于工厂制作零件的模具，生产不同的零部件，需要不同的模具，当我们想要一个person的模型时就找到对应的LGPerson 模具，通过初始化得到带有空间的person模型。有一点要提到的是，LGPerson *person这只是一个指针指向person模型的指针。我们所用的模型的特性都是从模具获得的，这里为啥没有说复制，因为你可以想象一下，我们每当需要一个模型都复制一个磨具，是不是造成很大的空间浪费，所以对于所有不同的对象都公用一个类磨具，也即是当我们调用方法，其实是调用类中的相关函数。其实我们在alloc本质中也提到，对象的初始化其实就是关联对应的类，然后根据成员变量申请一定的内存空间，用来做自己的扩展。
另外当我们给对应的对象添加属性时，会发现也通过类去取对应的属性值时并不为空。这是为什么呢？
这里又牵扯到一个知识点，当属性修饰不是通过copy修饰的时候，成员变量取值是通过内存平移的方式取值。

    Class cls = [LGPerson class];
    void  *kc = &cls;  // 
    LGPerson *person = [LGPerson alloc];
    NSLog(@"%p - %p",&person,kc);
    // 隐藏参数 会压入栈帧
    void *sp  = (void *)&self;
    void *end = (void *)&person;
    long count = (sp - end) / 0x8;
    
    for (long i = 0; i<count; i++) 
        void *address = sp - 0x8 * i;
        if ( i == 1) 
            NSLog(@"%p : %s",address, *(char **)address);
        else
            NSLog(@"%p : %@",address, *(void **)address);
        
    
    
    
    // LGPerson  - 0x7ffeea0c50f8
    [(__bridge id)kc saySomething]; // 1 2  - <ViewController: 0x7f7f7ec09490>
    
    [person saySomething]; // self.kc_name = nil - (null)

 0x16f11db28 - 0x16f11db38
 0x16f11db58 : <ViewController: 0x14be0b2c0>
 0x16f11db50 : viewDidLoad
 0x16f11db48 : ViewController
 0x16f11db40 : <ViewController: 0x14be0b2c0>
 0x16f11db38 : LGPerson
 0x16f11db30 : <LGPerson: 0x16f11db38>
 -[LGPerson saySomething] - <ViewController: 0x14be0b2c0>
 -[LGPerson saySomething] - (null)