大厂常问iOS面试题--Runtime篇

1.Category 的实现原理?

  • Category 实际上是 Category_t的结构体,在运行时,新添加的方法,都被以倒序插入到原有方法列表的最前面,所以不同的Category,添加了同一个方法,执行的实际上是最后一个。

  • Category 在刚刚编译完的时候,和原来的类是分开的,只有在程序运行起来后,通过 Runtime ,Category 和原来的类才会合并到一起。

2.isa指针的理解,对象的isa指针指向哪里?isa指针有哪两种类型?

  • isa 等价于 is kind of

    实例对象的 isa 指向类对象

    类对象的 isa 指向元类对象

    元类对象的 isa 指向元类的基类

  • isa 有两种类型

    纯指针,指向内存地址

    NON_POINTER_ISA,除了内存地址,还存有一些其他信息

3.Objective-C 如何实现多重继承?

Object-c的类没有多继承,只支持单继承,如果要实现多继承的话,可使用如下几种方式间接实现

  • 通过组合实现

    A和B组合,作为C类的组件

  • 通过协议实现

    C类实现A和B类的协议方法

  • 消息转发实现

    forwardInvocation:方法

4.runtime 如何实现 weak 属性?

weak 此特质表明该属性定义了一种「非拥有关系」(nonowning relationship)。为这种属性设置新值时,设置方法既不持有新值(新指向的对象),也不释放旧值(原来指向的对象)。

runtime 对注册的类,会进行内存布局,从一个粗粒度的概念上来讲,这时候会有一个 hash 表,这是一个全局表,表中是用 weak 指向的对象内存地址作为 key,用所有指向该对象的 weak 指针表作为 value。当此对象的引用计数为 0 的时候会 dealloc,假如该对象内存地址是 a,那么就会以 a 为 key,在这个 weak 表中搜索,找到所有以 a 为键的 weak 对象,从而设置为 nil。

runtime 如何实现 weak 属性具体流程大致分为 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(指针可能原来指向着其他对象,这时候需要将该 weak 指针与旧对象解除绑定,会调用到 weak_unregister_no_lock),如果指针指向的新对象非空,则创建对应的弱引用表,将 weak 指针与新对象进行绑定,会调用到 weak_register_no_lock。在这个过程中,为了防止多线程中竞争冲突,会有一些锁的操作。

  • 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 entry 从 weak 表中删除,最后清理对象的记录。

5.讲一下 OC 的消息机制

  • OC中的方法调用其实都是转成了objc_msgSend函数的调用,给receiver(方法调用者)发送了一条消息(selector方法名)

  • objc_msgSend底层有3大阶段,消息发送(当前类、父类中查找)、动态方法解析、消息转发

6.runtime具体应用

  • 利用关联对象(AssociatedObject)给分类添加属性

  • 遍历类的所有成员变量(修改textfield的占位文字颜色、字典转模型、自动归档解档)

  • 交换方法实现(交换系统的方法)

  • 利用消息转发机制解决方法找不到的异常问题

  • KVC 字典转模型

7.runtime如何通过selector找到对应的IMP地址?

每一个类对象中都一个对象方法列表(对象方法缓存)

  • 类方法列表是存放在类对象中isa指针指向的元类对象中(类方法缓存)。

  • 方法列表中每个方法结构体中记录着方法的名称,方法实现,以及参数类型,其实selector本质就是方法名称,通过这个方法名称就可以在方法列表中找到对应的方法实现。

  • 当我们发送一个消息给一个NSObject对象时,这条消息会在对象的类对象方法列表里查找。

  • 当我们发送一个消息给一个类时,这条消息会在类的Meta Class对象的方法列表里查找。

8.简述下Objective-C中调用方法的过程

Objective-C是动态语言,每个方法在运行时会被动态转为消息发送,即:objc_msgSend(receiver, selector),整个过程介绍如下:

  • objc在向一个对象发送消息时,runtime库会根据对象的isa指针找到该对象实际所属的类

  • 然后在该类中的方法列表以及其父类方法列表中寻找方法运行

  • 如果,在最顶层的父类(一般也就NSObject)中依然找不到相应的方法时,程序在运行时会挂掉并抛出异常unrecognized selector sent to XXX

  • 但是在这之前,objc的运行时会给出三次拯救程序崩溃的机会,这三次拯救程序奔溃的说明见问题《什么时候会报unrecognized selector的异常》中的说明。

9.load和initialize的区别

两者都会自动调用父类的,不需要super操作,且仅会调用一次(不包括外部显示调用).

  • load和initialize方法都会在实例化对象之前调用,以main函数为分水岭,前者在main函数之前调用,后者在之后调用。这两个方法会被自动调用,不能手动调用它们。

  • load和initialize方法都不用显示的调用父类的方法而是自动调用,即使子类没有initialize方法也会调用父类的方法,而load方法则不会调用父类。

  • load方法通常用来进行Method Swizzle,initialize方法一般用于初始化全局变量或静态变量。

  • load和initialize方法内部使用了锁,因此它们是线程安全的。实现时要尽可能保持简单,避免阻塞线程,不要再使用锁。

10.怎么理解Objective-C是动态运行时语言。

  • 主要是将数据类型的确定由编译时,推迟到了运行时。这个问题其实浅涉及到两个概念,运行时和多态。

  • 简单来说, 运行时机制使我们直到运行时才去决定一个对象的类别,以及调用该类别对象指定方法。

  • 多态:不同对象以自己的方式响应相同的消息的能力叫做多态。

  • 意思就是假设生物类(life)都拥有一个相同的方法-eat;那人类属于生物,猪也属于生物,都继承了life后,实现各自的eat,但是调用是我们只需调用各自的eat方法。也就是不同的对象以自己的方式响应了相同的消 息(响应了eat这个选择器)。因此也可以说,运行时机制是多态的基础.


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