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iOS面试题-内存管理

96
Liberalism
2018.02.05 16:08* 字数 2822
1.什么是 ARC?

ARCiOS 5 引入的内存管理新功能 -- 自动引用计数 。它的工作原理大致是这样:当我们编译源码时,编译器会分析源码中每个对象的生命周期,然后基于这些对象的生命周期,来添加相应的引用计数操作代码。所以,ARC 是工作在编译期的一种技术方案。

这样的好处是:编译之后,ARC 与非 MRC 代码是没有什么差别的,所以二者可以在源码中共存。实际上,你可以通过编译参数 -fno-objc-arc 来关闭部分源代码的 ARC 特性。由于 ARC 能够深度分析每一个对象的生命周期,它能够做到比 MRC 更加高效。

例如在一个函数中,对一个对象刚开始有一个引用计数 +1 的操作,之后又紧接着有一个 -1 的操作,那么编译器就可以把这两个操作都优化掉。

2 ARC 的核心思想?
  • 自己生成的对象,自己持有
  • 非自己生成的对象,自己可以持有
  • 自己持有的对象不再需要时,需要对其进行释放
  • 非自己持有的对象无法释放
3 ARC 在使用时应该遵循的原则?
  • 不能使用 retainreleaseretainCountautorelease
  • 不可以使用 NSAllocateObjectNSDeallocateObject
  • 必须遵守内存管理方法的命名规则。
  • 不需要显示的调用 Dealloc
  • 使用 @autoreleasePool 来代替 NSAutoreleasePool
  • 不可以使用区域 NSZone
  • 对象性变量不可以作为 C 语言的结构体成员。
  • 显示转换 idvoid*
4 ARC 在编译时做了哪些工作?
  • 自动调用 保留(retain)释放(release) 的方法
  • 相对于垃圾回收这类内存管理方案,ARC 不会带来运行时的额外开销,所以对于应用的运行效率不会有影响。 ARC 会把能够互相抵消 retainreleaseautorelease,操作简化,如果发现在同一个对象上执行了多次保留与释放操作,那么 ARC 有时可以成对的移除这两个操作。
5 ARC 在运行时做了哪些工作?
  • 主要是指 weak 关键字。weak 修饰的变量能够在引用计数为0 时被自动设置成 nil,显然是有运行时逻辑在工作的。关于原因会单独开一个问题

  • 为了保证向后兼容性,ARC 在运行时检测到类函数中的 autorelease 后紧跟其后 retain,此时不直接调用对象的 autorelease 方法,而是改为调用 objc_autoreleaseReturnValue
    objc_autoreleaseReturnValue 会检视当前方法返回之后即将要执行的那段代码,若那段代码要在返回对象上执行 retain 操作,则设置全局数据结构中的一个标志位,而不执行 autorelease 操作,与之相似,如果方法返回了一个自动释放的对象,而调用方法的代码要保留此对象,那么此时不直接执行 retain ,而是改为执行 objc_retainAoutoreleasedReturnValue函数。此函数要检测刚才提到的标志位,若已经置位,则不执行 retain 操作,设置并检测标志位,要比调用 autoreleaseretain更快。

_myPerson = [ECOPerson personWithName:@“Bob”]; 
ECOPerson * tmp = [ECOPerson personWithName:@“Bob”]; 
_myPerson = [tmp retain];
6 函数返回一个对象时,会对对象autorelease么?为什么?autorelease是什么时候释放的?

会对对象 autorelease,因为需要在稍后释放对象,从而给调用者留下足够长的时间,使其可以在需要时先保留返回值。此方法可以保证对象在跨越方法调用边界时一定存活。

除非你有自己的自动释放池,否则这个时机就是当前线程,当前事件循环结束时,就是 RunLoop 结束时(observer -> beforeWaiting)。

// 情况一:
@autoreleasepool {
    NSObject * obj = [NSObject new];
    [obj autorelease];
    NSLog(@"%d",[obj retainCount]); //1
}
// 情况二:
NSObject * obj = [NSObject new];
[obj autorelease];
[obj autorelease];
NSLog(@"%d",[obj retainCount]); 
NSLog(@"%d",[obj retainCount]);   

// 崩溃
// 情况三:
NSObject * obj;
@autoreleasepool {
        obj = [NSObject new];
        [obj autorelease];
        NSLog(@"%d",[obj retainCount]);  // 1
  }
//crash  出了大括号就已经被销毁了
NSLog(@"%d",[obj retainCount]);
7 为什么已经有了 ARC ,还需要 @autoreleasePool?

提到 OCRC,首先要横向对比一下 AndroidGC(垃圾回收机制)GC 的内存回收是集中式回收(定期回收),而 RC 的回收是伴随整个运行时的,所以 android 机器有种 时“卡”时“流畅” 的感觉,而 iOS 总体比较均匀,缺乏像 GC 的集中式回收内存的类似机制,所以猜测 Pool的产生也是弥补 RC 的这一不足,在 RC 基础上进行内存优化的一种手段。

8 简要阐述内存相关的关键字?
Strong

Strong 修饰符表示指向并持有该对象,其修饰对象的引用计数会加1。该对象只要引用计数不为0就不会被销毁。当然可以通过将变量强制赋值 nil 来进行销毁。

Weak

weak 修饰符指向但是并不持有该对象,引用计数也不会加1。在 Runtime 中对该属性进行了相关操作,无需处理,可以自动销毁。weak用来修饰对象,多用于避免循环引用的地方。weak 不可以修饰基本数据类型。

assign

assign主要用于修饰基本数据类型,
例如NSIntegerCGFloat,存储在栈中,内存不用程序员管理。assign是可以修饰对象的,但是会出现问题。

copy

copy关键字和 strong类似,copy 多用于修饰有可变类型的不可变对象上 NSString,NSArray,NSDictionary上。

__unsafe_unretain

__unsafe_unretain 类似于 weak ,但是当对象被释放后,指针已然保存着之前的地址,被释放后的地址变为 僵尸对象,访问被释放的地址就会出问题,所以说他是不安全的。

__autoreleasing

将对象赋值给附有 __autoreleasing修饰的变量等同于 ARC 无效时调用对象的 autorelease 方法,实质就是扔进了自动释放池。

9 说一下什么是悬垂指针?什么是野指针?
悬垂指针

指针指向的内存已经被释放了,但是指针还存在,这就是一个 悬垂指针 或者说 迷途指针

野指针

没有进行初始化的指针,其实都是 野指针

10 内存管理默认的关键字?
MRC
@property (atomic,readWrite,retain) NSString *name;
ARC
@property (atomic,readWrite,strong) NSString *name;
10 __weak 和 __unsafe_unretain 的区别?

__weak__unsafe_unretain升级版,__unsafe_unretain 在指向的内存地址销毁后,指针本身并不会自动销毁,这也就造成了野指针,之后容易造成 Crash。__weak 在指向的内存销毁后,可以将指针变量置为 nil,这样更加安全。

11 __weak 修饰的变量在地址被释放后,为何被置为 nil?

Runtime 中专门维护了一个用于存储 weak指针变量的 weak 表,这实际上是一个 Hash 表。这个表 keyweak指针 所指向的内存地址,value 是指向这个内存地址的所有 weak指针,实际上是一个数组。

过程可以总结为3步

  • 1、初始化时:runtime 会调用 objc_initWeak 函数,初始化一个新的 weak指针 指向对象的地址。
  • 2、添加引用时:objc_initWeak函数会调用 objc_storeWeak() 函数, objc_storeWeak()的作用是更新指针指向,创建对应的弱引用表。
  • 3、释放时,调用 clearDeallocating 函数。clearDeallocating 函数首先根据对象地址获取所有 weak指针 地址的数组,然后遍历这个数组把其中的数据设为 nil,最后把这个 entryweak表 中删除,最后清理对象的记录。
12 为什么在 MRC 已经有 __weak 的情况下,还需要 _unsafe_unretain。?
  • 兼容性考虑。iOS4 以及之前还没有引入 weak,这种情况想表达弱引用的语义只能使用 unsafe_unretained。这种情况现在已经很少见了。

  • 性能考虑。使用 weak 对性能有一些影响,因此对性能要求高的地方可以考虑使用 unsafe_unretained 替换 weak
    一个例子是 YYModel 的实现,为了追求更高的性能,其中大量使用 unsafe_unretained 作为变量标识符。

13如何打破循环引用?
  • 注意变量作用域,使用 autorelease 让编译器来处理引用。
  • 使用弱引用(__weak)。
  • 当实例变量完成工作后,将其置为 nil
14能不能用 assign 修饰 Nsobject 类型?

也可以,但有可能出问题。

使用 assign 修饰 Nsobject 类型,赋值之后会被立即释放,对应的属性也就变成了野指针。

运行时跑到属性有关操作会直接崩溃掉。

15 内存中的5大区都是什么?
  • 栈区(stack):由编译器自动分配释放 ,存放函数的参数值,局部变量的值等。其 操作方式类似于数据结构中的栈。
  • 堆区(heap):一般由程序员分配释放, 若程序员不释放,程序结束时可能由OS回收 。注意它与数据结构中的堆是两回事,分配方式倒是类似于链表。
  • 全局区(静态区)(static):全局变量和静态变量的存储是放在一块的,初始化的 全局变量和静态变量在一块区域, 未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。 - 程序结束后由系统释放。
  • 文字常量区:常量字符串就是放在这里的。 程序结束后由系统释放。
  • 程序代码区:存放函数体的二进制代码。
16 autoReleasePool 什么时候释放?

App启动后,苹果在主线程 RunLoop 里注册了两个 Observer,其回调都是 _wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler()

第一个 Observer 监视的事件是 Entry(即将进入Loop),其回调内会调用 _objc_autoreleasePoolPush() 创建自动释放池。其 order-2147483647,优先级最高,保证创建释放池发生在其他所有回调之前。

第二个 Observer 监视了两个事件: BeforeWaiting(准备进入休眠) 时调用_objc_autoreleasePoolPop()_objc_autoreleasePoolPush() 释放旧的池并创建新池;Exit(即将退出Loop) 时调用 _objc_autoreleasePoolPop() 来释放自动释放池。这个 Observerorder2147483647,优先级最低,保证其释放池子发生在其他所有回调之后。

在主线程执行的代码,通常是写在诸如事件回调、Timer回调内的。这些回调会被 RunLoop 创建好的 AutoreleasePool 环绕着,所以不会出现内存泄漏,开发者也不必显示创建 Pool 了。

17 简要说一下自动引用计数的数据存储结构?

可以参考这篇文章 : 黑幕背后的Autorelease

工作笔记
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