iOS Runtime 小結

時間 2019-11-29

標籤 ios runtime 小結欄目 iOS 简体版

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程序運行以後的內存管理。 OC具備動態特性，即運行時才檢查對象類型和方法實現。html

1 源碼下載

opensource.apple.com。數組

2 SEL -> IMP，方法查找

hit / miss / add。緩存

緩存方法列表 -> 對象方法列表 -> 父類的方法列表 -> 消息轉發機制 -> 拋異常bash

2.1 SEL只認方法名，OC不支持函數重載

3 Class對象

3.1 Class對象和metaClass對象

/*
傳入 instance 對象，返回 class 對象
傳入 class 對象，返回 meta-class 對象
傳入 meta-class 對象，返回 NSObject 基類的 meta-class 對象
*/
Class object_getClass(id obj)
//只能返回類對象，不管調用幾回
- (Class)class、 + (Class)class
//未測試，拿不到meta類的類名，NSStringFromClass又要調用class方法，又回到普通
Class objc_getClass(const char *aClassName)
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3.2 類方法中的self

+方法中的self，表示Class對象。
Class對象可調用的methodlist，保存在metaClass對象中。類方法中，用self調用函數，只在Class對象可調用的methodlist中查找。

3.3 super

內部實現，見Runtime源碼數據結構

3.3.1 self調用[super method]，父類method方法中的[self xxx]

[self method]和[super method]的調用對象都是self，super的意思是從父類的方法列表中找method(找不到，就去父類的父類中找)。
案例：被調用的[super method]方法中，調用了[self amethod] 這裏self的調用先從obj本身的方法列表中找amethod。

3.3.2 [super class]爲何返回值和[self class]同樣

由於都是調用的NSObect的-(Class)class方法，實現以下:app

return objc_getClass(self);
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3.4 UIView的動畫中使用self會不會有循環引用？

不會，由於，不管self是誰，都不會去引用UIView。下面的代碼中，dom

UIView.animate類方法中的self，是drawFollowing:實例方法中的隱藏參數。
UIView類方法的block，正常捕獲self。

- (void)drawFollowing:(CGPoint)previousPoint
{
    CGRect frame = CGRectZero;
   UIImageView *aview = [self createImageView:frame];
    [UIView animateWithDuration:2
                          delay:0
         usingSpringWithDamping:1
          initialSpringVelocity:0
                        options:UIViewAnimationOptionCurveEaseInOut
                     animations:^{
                         //這裏是2秒後的狀態，因此rect.size.width=0沒問題
                             aimageView.alpha = 0.7;
                             CGRect rect = imageView.frame;
                             rect.size.width = 0;
                             rect.size.height = 0;
//self
                             imageView.transform=CGAffineTransformMakeRotation(M_PI/[self getRandomNumber:1 to:6]);
                             imageView.frame = rect;
                         }
                     }
     ];
}
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4. Swizzling， class_addMethod

+load方法中交換
dispatch_once
類方法swizz，會用到object_getClass

4.1 可能出現的死循環

若是繼承關係中的兩個類都進行了同名方法的swizzling，會出現死循環。
解決方法：只在某個結點進行swizzling（如UIViewController），或只在葉子結點交換（很差）。
死循環緣由：就是3.3節super的問題致使

4.2 有就交換，沒有就添加

4.3 類簇和Swizzling

對類簇的理解，只停留在諸如NSArray這種集合類上。ide

類簇能夠看出是抽象工廠模式，根據輸入、構造方法，返回不一樣的子類。
類簇主要是要注意Swizzling 對類簇進行swizz，須要知道內部結構

5. property

5.1 property & dynamic & synthesize

@dynamic，不生成實例變量、getter/setter。 @synthesize，自動合成getter/setter，實例變量。iOS6以後，編譯器有了，屬性自動合成，無需此句了。函數

5.2 property & 實例變量

\	父類屬性	dynamic	category聲明的屬性	@implemetaion A{NSString * aInstance}
Ivar*	不含	不含	不含	包含
objc_property_t *	不含	包含	包含	不含

5.3 property & category & 關聯對象 & KVO

5.3.1 加載時機

category添加的屬性和方法，編譯階段已經鏈接好了，運行時，加載Class對象的時候，所有加入屬性列表和方法列表中，不影響方法查找流程。oop
category添加的同名方法會覆蓋原類中的方法，不管是否import category。
多個category，+load方法不會分類覆蓋，而是按照project.pbxproj文件中PBXSourcesBuildPhase的順序依次執行。
多個category，+initialize方法，只會有一個生效，project.pbxproj文件中PBXSourcesBuildPhase中最後的category。
多個category，實例方法，會覆蓋，只會有一個生效，是誰由編譯器決定。

5.3.2 屬性，只添加了getter/setter，沒有添加成員變量

@dynamic pages;
- (void)setPages:(NSArray *)pages {
    objc_setAssociatedObject(self, _cmd, pages, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
- (NSArray *)pages {
    return objc_getAssociatedObject(self, @selector(pages));
}
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5.3.3 添加基礎類型的屬性，裝箱拆箱

- (void)setBb:(NSInteger)bb {
    objc_setAssociatedObject(self, @selector(bb), @(bb), OBJC_ASSOCIATION_RETAIN);
}
- (long)bb {
    NSLog(@"Current method: %@ %@",[self class],NSStringFromSelector(_cmd));
    return [objc_getAssociatedObject(self, _cmd) integerValue];
}
複製代碼

5.3.4 使關聯對象添加的屬性能夠被KVO

- (void)setPageView:(MyPageView *) pageView{
    [self willChangeValueForKey:@"pageView"];
    objc_setAssociatedObject(self, @selector(pageView),
                             pageView,
                             OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
    [self didChangeValueForKey:@"pageView"];
}
複製代碼

6. 反射

#import "objc/runtime.h"

複製代碼

unsigned int count = 0;

Ivar *ivars = class_copyIvarList([self class], &count);

    for (int i=0; i < count; i++) {

        Ivar const ivar = ivars[i];

        //獲取屬性名

        NSString *key = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];

        //獲取屬性值，小心crash

        id value = [self valueForKey:key];

    }

if(ivars){

    free(ivars);
}

複製代碼

對方法的反射，是針對.m的。注意，方法反射，只能拿到-方法（靜態方法拿不到），拿不到父類的方法，能夠拿到分類方法。

7 autoreleasepool

每一個線程都會自動建立本身最外層的autorealsepool。 autoreleasepool能夠嵌套。

沒有手動建立autoreleasepool的狀況下，等到線程執行 下一次事件循環（如for循環總體結束後、線程執行完等）時，纔去清空再也不使用的對象。對於頻繁的文件操做、for循環中的圖片等操做，使用單獨的autoreleasepool可能會下降memory peak。（eoc-34）

注意：這裏提到了事件循環，不必定是RunLoop，只是一個生命週期的概念？由於子線程不會自動建立RunLoop。

8 消息轉發

消息轉發

緩存方法列表 -> 對象的方法列表 -> 父類的方法列表 -> 動態方法解析 -> 消息轉發。應用場景，除了捕獲Crash，暫時沒找到，並且捕獲Crash有更好的方式。

消息轉發有三個階段

本身處理
轉發給另外一個類的某方法
轉發給能夠不止一個類的某些方法

//本身處理
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel {} (實例方法)
+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel {} (類方法)

//轉發給其餘類的其餘方法
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {}

//
//第一個要求返回一個方法簽名，第二個方法轉發具體的實現。兩者相互依賴，只有返回了正確的方法簽名，纔會執行第二個方法。
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {}
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {}

// ViewController.m 中
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    //下面幾行是告訴編譯器，不要對特定類型（未聲明方法）報警
     #pragma clang diagnostic push
     #pragma clang diagnostic ignored "-Wundeclared-selector"
     if (aSelector == @selector(myTestPrint:)) {
         #pragma clang diagnostic pop
         return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:@"];
    }
     return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
     Person *person = [Person new];
     Animal *animal = [Animal new];
     if ([person respondsToSelector:anInvocation.selector]) {
          [anInvocation invokeWithTarget:person];
     }
     if ([animal respondsToSelector:anInvocation.selector]) {
          [anInvocation invokeWithTarget:animal];
     }
}
複製代碼

8.1 ObjcType

//在NSMethodSignature.h中
+ (nullable NSMethodSignature *)signatureWithObjCTypes:(const char *)types; //1

//在NSObject.h中
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector OBJC_SWIFT_UNAVAILABLE(""); //2
+ (NSMethodSignature *)instanceMethodSignatureForSelector:(SEL)aSelector OBJC_SWIFT_UNAVAILABLE(""); //3
複製代碼

NSMethodSignature是方法簽名，是用來記錄返回值類型和參數類型的一個對象。 2和3兩個方法是根據SEL來構造NSMethodSignature 1是根據ObjCTypes來構造NSMethodSignature ObjCTypes是一個是字符串數組，該數組包含了方法的類型編碼

- (void)saySth:(Something *)sth;
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其ObjcTypes就是 "v@:@"，有兩種方式獲取該字符串

直接查表。在Type Encodings裏面列出了對應關係。
使用 @encode()計算。（ NSLog(@"%s",@encode(BOOL))的結果爲B ）

舉例，消息轉發中

[sbody saySth:sth];
//-> void objc_msgSend(sbody, @selector(saySth:), sth);
複製代碼

v@:@ 各符號含義以下，

v 指代void，（連起來，是返回值void）
@ 指代對象，（連起來，是消息的接受者，即sbody）
: 指代SEL
@ 指代對象，（連起來，是消息的參數，即sth）

9 引用計數、weak、isa、SideTable

引用計數 isa管理對象的引用計數
1. 增長時，若是引用數超過2^8-1，就會減半，把一半的值保存在SideTable中。
2. 減小時，若是引用數<0，若是SideTable中有，就從SideTable中取一半出來，若是發現引用數爲0，就會作dealloc處理，釋放內存、weak表
SideTables，全局變量，容量爲64的數組，數組元素是SideTable 一個obj對應一個SideTable。一個SideTable對應多個Obj。

這裏有一個二次hash，緣由：SideTables最大是64。能夠理解爲大小表，下降索引量，另外聯繫到hash衝突是用index+1的方式，而不是拉鍊法，也多是爲了下降hash衝突的可能性。第一次，是obj->SideTables 第二次，是obj->計數表、弱引用表

SideTable，聚合了計數表和弱引用表實際上，若是不看SideTables，而後把計數表、弱引用表移到SideTables中。結構就很是清晰了。

數據結構, 見Runtime源碼

10 內存分佈

內存中的五大區域.
1. 棧: 存儲局部變量.
2. BSS段: 存儲未初始化的全局變量、靜態變量.
3. 數據段(常量區): 存儲已經初始化的全局變量、靜態變量、常量數據.
4. 堆: 其餘對象.
5. 代碼段:存儲程序的代碼.
類加載.
1. 當建立對象的時候，訪問這個類
2. 若是隻是聲明類指針的時候，也會訪問這個類，以肯定這個類型是否存在。
3. 當類第一次被import的時候，會將類存儲到代碼段之中。
  1. 將類的代碼以字符串的形式存儲在代碼段中。
  2. 只有類第1次被訪問的時候,纔會有類加載。
  3. 一旦類被加載到代碼區，直到程序結束的時候纔會被回收。
內存對齊
- 64位地址空間中，oc對象的指針爲8字節。
- 對於指針對內存空間的可能浪費，蘋果採用了Tagged Pointer技術。即，若是指針所指對象的內容能夠用8字節（實際上是小於8字節，由於還有標誌位）表示，該指針自己就會存儲內容。該方案應用在了NSData，NSString，NSNumber中。
- 也所以，isa並不必定是一個真正的對象，可是object_getClass能夠獲取到對象的類型。