J_Knight_ iOS 高級面試題 基礎題解答

最近從公司離職了，準備了一下接下來的面試，翻出了J_Knight的高級面試題複習了一下面試

iOS 基礎題

分類和擴展有什麼區別？能夠分別用來作什麼？分類有哪些侷限性？分類的結構體裏面有哪些成員？

區別： extension在編譯期決議 它伴隨類的產生而產生，亦隨之一塊兒消亡 category則徹底不同，它是在運行期決議的 extension能夠添加實例變量，而category是沒法添加實例變量的（由於在運行期，對象的內存佈局已經肯定，若是添加實例變量就會破壞類的內部佈局，這對編譯型語言來講是災難性的）。

分類應用 能夠把類的實現分開在幾個不一樣的文件裏面。這樣作有幾個顯而易見的好處，

1：能夠減小單個文件的體積

2：能夠把不一樣的功能組織到不一樣的category裏

3：能夠由多個開發者共同完成一個類

4：能夠按需加載想要的category 等等。

5：聲明私有方法

擴展應用 extension通常用來隱藏類的私有信息

struct category_t {
    constchar*name;//類的名字（name）
    classref_t cls;//類（cls）
    struct method_list_t *instanceMethods; //category中全部給類添加的實例方法的列表（instanceMethods）
    structmethod_list_t *classMethods;//category中全部添加的類方法的列表（classMethods）
    structprotocol_list_t *protocols; //category實現的全部協議的列表（protocols）
    structproperty_list_t *instanceProperties;//category中添加的全部屬性（instanceProperties）
};
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講一下atomic的實現機制；爲何不能保證絕對的線程安全（最好能夠結合場景來講）？

atomic只是保證了getter和setter存取方法的線程安全,並不能保證整個對象是線程安全的,所以在多線程編程時,線程安全還須要開發者本身來處理.關 於選擇:atomic系統生成的getter、setter會保證get、set操做的安全性,但相對nonatomic來講,atomic要更耗費資源,且速度要慢,故在iPhone等小型設備上,若是沒有多線程之間的通信,使用nonatomic是更好的選 atomic系統自動生成的getter/setter方法會進行加鎖操做 nonatomic系統自動生成的getter/setter方法不會進行加鎖操做

例如:線程1調用了某一屬性的setter方法並進行到了一半,線程2調用其getter方法,那麼會執行完setter操做後,在執行getter操做,線程2會獲取到線程1 setter後的完整的值. 當幾個線程同時調用同一屬性的setter、getter方法時,會get到一個完整的值,但get到的值不可控.例如:線程1 調用getter線程2 調用setter線程3 調用setter這3個線程並行同時開始,線程1會get到一個值,可是這個值不可控,多是線程2,線程3 set以前的原始值,多是線程2set的值,也多是線程3 set的值

被weak修飾的對象在被釋放的時候會發生什麼？是如何實現的？知道sideTable麼？裏面的結構能夠畫出來麼？

https://blog.csdn.net/future_one/article/details/81606895 。 淺談iOS之weak底層實現原理
https://www.jianshu.com/p/f331bd5ce8f8  淺談iOS之weak底層實現原理
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關聯對象有什麼應用，系統如何管理關聯對象？其被釋放的時候須要手動將全部的關聯對象的指針置空麼？

1.2 如何關聯對象
runtime提供了給咱們3個API以管理關聯對象（存儲、獲取、移除）：
123456 //關聯對象void objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy)//獲取關聯的對象id objc_getAssociatedObject(id object, const void *key)//移除關聯的對象void objc_removeAssociatedObjects(id object)
其中的參數
id object：被關聯的對象
const void *key：關聯的key，要求惟一
            id value：關聯的對象
objc_AssociationPolicy policy：內存管理的策略

void objc_removeAssociatedObjects(id object);，會移除全部的關聯，包括其餘模塊添加的，所以應該用 objc_setAssociatedObject(..,nil,..) 的方式去卸載。
蘋果官方文檔說 OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN 至關於一個 weak reference，但其實等於 assign/unsafe_unretained。
對於與weak的區別不在本文討論範圍內，淺顯的區別在於變量釋放後，weak 會把引用置空，unsafe_unretained會保留內存地址，一旦獲取可能會野指針閃退。

 詳情：https://www.jianshu.com/p/1feae48a5dda        AssociatedObject關聯對象原理實現
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KVO的底層實現？如何取消系統默認的KVO並手動觸發（給KVO的觸發設定條件：改變的值符合某個條件時再觸發KVO）？

KVO是經過isa-swizzling技術實現的(這句話是整個KVO實現的重點)。
在運行時根據原類建立一箇中間類，這個中間類是原類的子類，
並動態修改當前對象的isa指向中間類。而且將class方法重寫，返回原類的
Class。

1.在運行的時候建立被監類的子類

2.在子類中重寫父類屬性的set方法（故kvo之監聽屬性）

3註冊這個子類

4.修改當前被監聽的isa指針指向子類

5.實現set函數

在分析KVO的內部實現以前，先來分析一下KVO的存儲結構，主要用到了如下幾個類：
GSKVOInfo
GSKVOPathInfo
GSKVOObservation
@interface  GSKVOInfo : NSObject
{
  NSObject          *instance;  // Not retained.   observer保存觀察者 注意這裏也是 Not retained   釋放以後，在調用會崩潰，須要在對象銷燬前，移除全部觀察者
  GSLazyRecursiveLock           *iLock;
  NSMapTable            *paths;   paths 用於保存keyPath 到 GSKVOPathInfo 的映射：
}
@interface  GSKVOPathInfo : NSObject
{
@public
  unsigned              recursion;
  unsigned              allOptions;            保存了觀察者的options集合
  NSMutableArray        *observations;  保存了全部的觀察者（GSKVOObservation 類型）
  NSMutableDictionary   *change;    保存了KVO觸發要傳遞的內容
}

@interface  GSKVOObservation : NSObject
{
@public
  NSObject      *observer;      // Not retained (zeroing weak pointer)
  void          *context; 都是添加觀察者時傳入的參數
  int           options;  都是添加觀察者時傳入的參數
}
@end

KVO內部屢次用到了KVC
1️⃣ 重寫 setValue:forKey
2️⃣ 使用valueForKey --- valueForKeyPath獲取屬性的值，尤爲是在使用點語法的時候，只有valueForKeyPath能夠得到深層次的屬性值。
因此KVO是基於KVC而實現的。

詳細連接：https://www.jianshu.com/p/d6e4ba25acd2

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Autoreleasepool所使用的數據結構是什麼？AutoreleasePoolPage結構體瞭解麼？

Autorelease pool的實現原理

Autorelease pool是有objc_autoreleasePoolpush和objc_autoreleasePoolpop實現

objc_autoreleasePoolpush和objc_autoreleasePoolpop是由AutoreleasePoolPage 實現的

class AutoreleasePoolPage {   //大小4096 字節字節 雙向列列表實現的
magic_t const magic; 用於對當前 AutoreleasePoolPage 完整性的校驗
id *next; 指向了下一個爲空的內存地址
pthread_t const thread; /當前所在的線程
AutoreleasePoolPage * const parent; 頭節點
 AutoreleasePoolPage *child;    尾節點 。 
uint32_t const depth;   深度
uint32_t hiwat; 
POOL_SENTINEL（哨兵對象）
id next  next 指向了下一個爲空的內存地址，若是 next 指向的地址加入一個 object
};

在每一個自動釋放池初始化調用 objc_autoreleasePoolPush 的時候，都會把一個 POOL_SENTINEL push 到自動釋放池的棧頂，而且返回這個 POOL_SENTINEL 哨兵對象。
而當方法 objc_autoreleasePoolPop 調用時，就會向自動釋放池中的對象發送 release 消息，直到第一個 POOL_SENTINEL：

注意：在這裏會進入一個比較關鍵的方法 autoreleaseFast，並傳入哨兵對象 POOL_SENTINEL：
void *objc_autoreleasePoolPush(void) {
    return AutoreleasePoolPage::push();
}
static inline void *push() {
    return autoreleaseFast(POOL_SENTINEL);
}
static inline id *autoreleaseFast(id obj) { 
AutoreleasePoolPage *page = hotPage(); hotPage 能夠理解爲當前正在使用的 AutoreleasePoolPage。
if (page && !page->full()) { return page->add(obj); }   有 hotPage 而且當前 page 不滿，有 hotPage 而且當前 page 不滿   調用 page->add(obj) 方法將對象添加至 AutoreleasePoolPage 的棧中 
else if (page) { 
return autoreleaseFullPage(obj, page);  有 hotPage 而且當前 page 已滿，調用 autoreleaseFullPage 初始化一個新的頁，調用 page->add(obj) 方法將對象添加至 AutoreleasePoolPage 的棧中
} else { 
return autoreleaseNoPage(obj); } 無 hotPage 調用 autoreleaseNoPage 建立一個 hotPage
 }
id *add(id obj) {
    id *ret = next;
    *next = obj;
    next++;
    return ret;
}
這個方法其實就是一個壓棧的操做，將對象加入 AutoreleasePoolPage 而後移動棧頂的指針
它會從傳入的 page 開始遍歷整個雙向鏈表，直到：
查找到一個未滿的 AutoreleasePoolPage
使用構造器傳入 parent 建立一個新的 AutoreleasePoolPage
在查找到一個可使用的 AutoreleasePoolPage 以後，會將該頁面標記成 hotPage，而後調動上面分析過的 page->add 方法添加對象。

既然當前內存中不存在 AutoreleasePoolPage，就要從頭開始構建這個自動釋放池的雙向鏈表，也就是說，新的 AutoreleasePoolPage 是沒有 parent 指針的。
初始化以後，將當前頁標記爲 hotPage，而後會先向這個 page 中添加一個 POOL_SENTINEL 對象，來確保在 pop 調用的時候，不會出現異常。
最後，將 obj 添加到自動釋放池中。

4.3 objc_autoreleasePoolPop 方法
static inline void pop(void *token) { 
AutoreleasePoolPage *page = pageForPointer(token); //使用 pageForPointer 獲取當前 token 所在的 AutoreleasePoolPage

static AutoreleasePoolPage *pageForPointer(const void *p) { 
return pageForPointer((uintptr_t)p);
 } 
static AutoreleasePoolPage *pageForPointer(uintptr_t p) {
 AutoreleasePoolPage *result; 
uintptr_t offset = p % SIZE; 
assert(offset >= sizeof(AutoreleasePoolPage)); 
result = (AutoreleasePoolPage *)(p - offset); result->fastcheck(); 
return result;
 }
pageForPointer 方法主要是經過內存地址的操做，獲取當前指針所在頁的首地址 將指針與頁面的大小，也就是 4096 取模，獲得當前指針的偏移量，由於全部的 AutoreleasePoolPage 在內存中都是對齊的 而最後調用的方法 fastCheck() 用來檢查當前的 result 是否是一個 AutoreleasePoolPage。
id *stop = (id *)token; 
page->releaseUntil(stop);  // 調用 releaseUntil 方法釋放棧中的對象，直到 stop  //它的實現仍是很容易的，用一個 while 循環持續釋放 AutoreleasePoolPage 中的內容，直到 next 指向了 stop。
if (page->child) { 
if (page->lessThanHalfFull()) { 
  page->child->kill();  //調用 child 的 kill 方法
} else if (page->child->child)
 { 
 page->child->child->kill(); 
} } }

整個自動釋放池 autoreleasepool 的實現以及 autorelease 方法都已經分析完了，咱們再來回顧一下文章中的一些內容：
自動釋放池是由 AutoreleasePoolPage 以雙向鏈表的方式實現的。
當對象調用 autorelease 方法時，會將對象加入 AutoreleasePoolPage 的棧中。
調用 AutoreleasePoolPage::pop 方法會向棧中的對象發送 release 消息。

做者：卡布達巨人
連接：https://juejin.cn/post/1
來源：掘金
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講一下對象，類對象，元類，跟元類結構體的組成以及他們是如何相關聯的？爲何對象方法沒有保存的對象結構體裏，而是保存在類對象的結構體裏？

www.cnblogs.com/wsnb/p/6163…

class_ro_t 和 class_rw_t 的區別？

class_rw_t 和 class_ro_t
ObjC 類中的屬性、方法還有遵循的協議等信息都保存在 class_rw_t 中：
struct class_rw_t {
    uint32_t flags;
    uint32_t version;
    const class_ro_t *ro;
    method_array_t methods;
    property_array_t properties;
    protocol_array_t protocols;
    Class firstSubclass;
    Class nextSiblingClass;
};
其中還有一個指向常量的指針 class_ro_t，其中存儲了當前類在編譯期就已經肯定的屬性、方法以及遵循的協議。
struct class_ro_t {
    uint32_t flags;
    uint32_t instanceStart;
    uint32_t instanceSize;
    uint32_t reserved;
    const uint8_t * ivarLayout;
    const char * name;
    method_list_t * baseMethodList;
    protocol_list_t * baseProtocols;
    const ivar_list_t * ivars;
    const uint8_t * weakIvarLayout;
    property_list_t *baseProperties;
};
在編譯期間類的結構中的 class_data_bits_t *data 指向的是一個 class_ro_t * 指針：

isa 是指向元類的指針，不瞭解元類的能夠看：Classes and Metaclasses
super_class 指向當前類的父類
cache 用於緩存指針和 vtable，加速方法的調用
bits 就是存儲類的方法、屬性、遵循的協議等信息的地方

而後在加載 ObjC 運行時的過程當中在 realizeClass 方法中：
從 class_data_bits_t 調用 data 方法，將結果從 class_rw_t 強制轉換爲 class_ro_t 指針
初始化一個 class_rw_t 結構體
設置結構體 ro 的值以及 flag
最後設置正確的 data。

可是，在這段代碼運行以後 class_rw_t 中的方法，屬性以及協議列表均爲空。這時須要 realizeClass 調用 methodizeClass 方法來將類本身實現的方法（包括分類）、屬性和遵循的協議加載到 methods、 properties 和 protocols 列表中。


詳情：https://blog.csdn.net/fishmai/article/details/71157861

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iOS 中內省的幾個方法？class方法和objc_getClass方法有什麼區別?

Class objc_getClass(const chat *aClassName)
1:Class objc_getClass(const chat *aClassName)
1> 傳入字符串類名
2> 返回對應的類對象

Class object_getClass(id obj)
2. Class object_getClass(id obj)
1> 傳入的obj多是instance對象，class對象、meta-class對象
2> 返回值
a:若是是instance對象，返回class對象
b:若是是class對象，返回meta-class對象
c:若是是meta-class對象，返回NSObject（基類）的meta-class對象

- (class)class、+(class)class
3：- (class)class、+(class)class
1>返回的就是類對象

結論：當obj爲實例變量時，object_getClass(obj)與[obj class]輸出結果一直，均得到isa指針，即指向類對象的指針。
總結：經上面初步的探索得知，object_getClass(obj)返回的是obj中的isa指針；而[obj class]則分兩種狀況：一是當obj爲實例對象時，[obj class]中class是實例方法：- (Class)class，返回的obj對象中的isa指針；二是當obj爲類對象（包括元類和根類以及根元類）時，調用的是類方法：+ (Class)class，返回的結果爲其自己。

做者：洲洲哥
連接：https://www.jianshu.com/p/5cfd52d222f0
來源：簡書
簡書著做權歸做者全部，任何形式的轉載都請聯繫做者得到受權並註明出處。
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在運行時建立類的方法objc_allocateClassPair的方法名尾部爲何是pair（成對的意思）

動態建立類
動態建立類涉及到如下幾個函數：
12345678 // 建立一個新類和元類Class objc_allocateClassPair ( Class superclass, const char *name, size_t extraBytes );// 銷燬一個類及其相關聯的類void objc_disposeClassPair ( Class cls );// 在應用中註冊由objc_allocateClassPair建立的類void objc_registerClassPair ( Class cls );
objc_allocateClassPair函數：若是咱們要建立一個根類，則superclass指定爲Nil。extraBytes一般指定爲0，該參數是分配給類和元類對象尾部的索引ivars的字節數。
爲了建立一個新類，咱們須要調用objc_allocateClassPair。而後使用諸如class_addMethod，class_addIvar等函數來爲新建立的類添加方法、實例變量和屬性等。完成這些後，咱們須要調用objc_registerClassPair函數來註冊類，以後這個新類就能夠在程序中使用了。
實例方法和實例變量應該添加到類自身上，而類方法應該添加到類的元類上。
objc_disposeClassPair函數用於銷燬一個類，不過須要注意的是，若是程序運行中還存在類或其子類的實例，則不能調用針對類調用該方法。

http://www.cocoachina.com/ios/20141031/10105.html
https://blog.csdn.net/hypercode/article/details/53931517
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一個int變量被__block修飾與否的區別？

Block的本質<一>
 http://www.cocoachina.com/ios/20180910/24846.html
 理清 Block 底層結構及其捕獲行爲  https://juejin.cn/post/6844903686615859213

 iOS底層原理總結 - 探尋block的本質（一） http://www.cocoachina.com/ios/20180628/23965.html
 iOS底層原理總結 - 探尋block的本質（二） http://www.cocoachina.com/ios/20180628/23968.html


 iOS 看懂此文，你的block不再須要WeakSelf弱引用了! http://www.cocoachina.com/ios/20180110/21817.html
 iOS中Block的用法，舉例，解析與底層原理（這多是最詳細的Block解析 .  http://www.cocoachina.com/ios/20180424/23147.html
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爲何在block外部使用__weak修飾的同時須要在內部使用__strong修飾？

關於使用__weak和__strong
    你們都看到別人在block裏面使用self或者self的屬性的時候要使用__weak修飾self，而後才能block裏面使用，在block裏面使用的時候又將weakSelf使用__strong修飾進行使用,好比：
__weak __typeof(self) weakSelf  = self;
self.block = ^{
    __strong __typeof(self) strongSelf = weakSelf; 
    [strongSelf doSomeThing];
    [strongSelf doOtherThing];
};
爲何使用weakSelf
    經過 clang -rewrite-objc 源代碼文件名 將代碼轉爲c++代碼(實質是c代碼)，能夠看到block是一個結構體，它會將全局變量保存爲一個屬性（是__strong的），而self強引用了block這會形成循環 引用。因此須要使用__weak修飾的weakSelf。
爲何在block裏面須要使用strongSelf
     是爲了保證block執行完畢以前self不會被釋放，執行完畢的時候再釋放。這時候會發現爲何在block外邊使用了__weak修飾self，裏面使用__strong修飾weakSelf的時候不會發生循環引用？！
    PS：strongSelf只是爲了保證在block內部執行的時候不會釋放，但存在執行前self就已經被釋放的狀況，致使strongSelf=nil。注意判空處理。
不會引發循環引用的緣由
    由於block截獲self以後self屬於block結構體中的一個由__strong修飾的屬性會強引用self， 因此須要使用__weak修飾的weakSelf防止循環引用。
    block使用的__strong修飾的weakSelf是爲了在block（能夠理解爲函數）生命週期中self不會提早釋放。strongSelf實質是一個局部變量（在block這個「函數」裏面的局部變量），當block執行完畢就會釋放自動變量strongSelf，不會對self進行一直進行強引用。
總結
    外部使用了weakSelf，裏面使用strongSelf卻不會形成循環，究其緣由就是由於weakSelf是block截獲的屬性，而strongSelf是一個局部變量會在「函數」執行完釋放。
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RunLoop的做用是什麼？它的內部工做機制瞭解麼？（最好結合線程和內存管理來講）

https://juejin.cn/post/6844903604965523464     iOS底層原理探究-Runloop  
https://juejin.cn/post/6844903606932471822   RunLoop終極解析:輸入源，定時源，觀察者，線程間通訊，端口通訊，NSPort，NSMessagePort，NSMachPort，NSPortMessage             

https://juejin.cn/post/6844903598350925831   iOS底層原理總結 - RunLoop   
https://juejin.cn/post/1fc3ec8a0bb9f0065bd2889  iOS RunLoop 探究 

http://www.cocoachina.com/ios/20180814/24550.html  老司機出品——源碼解析之RunLoop詳解
https://juejin.cn/post/6844903588712415239     iOS RunLoop詳解  
http://www.cocoachina.com/ios/20180522/23447.html   iOS開發·RunLoop源碼與用法徹底解析

http://www.cocoachina.com/ios/20180626/23932.html 深刻理解RunLoop
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哪些場景能夠觸發離屏渲染？（知道多少說多少）

• shouldRasterize（光柵化）
• masks（遮罩）
• shadows（陰影）
• edge antialiasing（抗鋸齒）
• group opacity（不透明）
• 複雜形狀設置圓角等
• 漸變

做者：J_Knight_ 連接：juejin.cn/post/684490… 來源：掘金 著做權歸做者全部。商業轉載請聯繫做者得到受權，非商業轉載請註明出處。