IOS常见8道面试题

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题目:

1 讲一下你对iOS内存管理的理解
2 KVO实现原理
3 观察者模式
4如果让你实现NSNotificationCenter，讲一下思路
5 如果让你实现 GCD的线程池，讲一下思路
6Category的实现原理，以及 Category 为什么只能加方法不能加实例变量。
7swift中struct和class的区别
8在一个HTTPS连接的网站里，输入账号密码点击登录后，到服务器返回这个请求前，中间经历了什么

一. 讲一下你对 iOS 内存管理的理解

在Objective-C的内存管理中，其实就是引用计数(reference count)的管理。内存管理就是在程序需要时程序员分配一段内存空间，而当使用完之后将它释放。如果程序员对内存资源使用不当，有时不仅会造成内存资源浪费，甚至会导致程序crach。

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1. 引用计数(Reference Count)

为了解释引用计数，我们做一个类比：员工在办公室使用灯的情景。

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1.当第一个人进入办公室时，他需要使用灯，于是开灯，引用计数为1

2.当另一个人进入办公室时，他也需要灯，引用计数为2；每当多一个人进入办公室时，引用计数加1

3.当有一个人离开办公室时，引用计数减1，当引用计数为0时，也就是最后一个人离开办公室时，他不再需要使用灯，关灯离开办公室。

2. 内存管理规则

从上面员工在办公室使用灯的例子，我们对比一下灯的动作与Objective-C对象的动作有什么相似之处：

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因为我们是通过引用计数来管理灯，那么我们也可以通过引用计数来管理使用Objective-C对象。
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而Objective-C对象的动作对应有哪些方法以及这些方法对引用计数有什么影响？ image.png
当你alloc一个对象objc，此时RC=1；在某个地方你又retain这个对象objc，此时RC加1，也就是RC=2；由于调用alloc/retain一次，对应需要调用release一次来释放对象objc，所以你需要release对象objc两次，此时RC=0；而当RC=0时，系统会自动调用dealloc方法释放对象。

3. Autorelease Pool

在开发中，我们常常都会使用到局部变量，局部变量一个特点就是当它超过作用域时，就会自动释放。而autorelease pool跟局部变量类似，当执行代码超过autorelease pool块时，所有放在autorelease pool的对象都会自动调用release。它的工作原理如下：

创建一个NSAutoreleasePool对象

在autorelease pool块的对象调用autorelease方法

释放NSAutoreleasePool对象

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4. ARC管理方法

iOS/OS X内存管理方法有两种：手动引用计数(Manual Reference Counting)和自动引用计数(Automatic Reference Counting)。

自动引用计数(Automatic Reference Counting)简单来说，它让编译器来代替程序员来自动加入retain和release方法来持有和放弃对象的所有权。

在ARC内存管理机制中，id和其他对象类型变量必须是以下四个ownership qualifiers其中一个来修饰：
所以在管理Objective-C对象内存的时候，你必须选择其中一个，下面会用一些列子来逐个解释它们的含义以及如何选择它们。

__strong:被它修饰的变量持有对象的所有权(默认，如果不指定其他，编译器就默认加入)

__weak: 被它修饰的变量都不持有对象的所有权，而且当变量指向的对象的RC为0时，变量设置为nil。

__unsafe_unretained:被它修饰的变量都不持有对象的所有权，但当变量指向的对象的RC为0时，变量并不设置为nil，而是继续保存对象的地址；这样的话，对象有可能已经释放，但继续访问，就会造成非法访问(Invalid Access)。

__autoreleasing:相比之前的创建、使用和释放NSAutoreleasePool对象，现在你只需要将代码放在@autoreleasepool块即可。你也不需要调用autorelease方法了，只需要用__autoreleasing修饰变量即可。

5.Property(属性)

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二. KVO实现原理

KVO基本原理：

1.KVO是基于runtime机制实现的

2.当某个类的属性对象第一次被观察时，系统就会在运行期动态地创建该类的一个派生类，在这个派生类中重写基类中任何被观察属性的setter方法。派生类在被重写的setter方法内实现真正的通知机制

3.如果原类为Person，那么生成的派生类名为NSKVONotifying_Person

4.每个类对象中都有一个isa指针指向当前类，当一个类对象的第一次被观察，那么系统会偷偷将isa指针指向动态生成的派生类，从而在给被监控属性赋值时执行的是派生类的setter方法

5.键值观察通知依赖于NSObject的两个方法: willChangeValueForKey: 和didChangevlueForKey:；在一个被观察属性发生改变之前，willChangeValueForKey:一定会被调用，这就 会记录旧的值。而当改变发生后，didChangeValueForKey:会被调用，继而 observeValueForKey:ofObject:change:context: 也会被调用。

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三.观察者模式

观察者模式(Observer Pattern)：定义对象间的一种一对多依赖关系，使得每当一个对象状态发生改变时，其相关依赖对象皆得到通知并被自动更新。

在iOS中典型的观察者模式是:NSNotificationCenter和KVO。

1. NSNotificationCenter

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• 观察者Observer，通过NSNotificationCenter的addObserver:selector:name:object接口来注册对某一类型通知感兴趣。在注册时候一定要注意，NSNotificationCenter会对观察者进行引用计数+1的操作，我们在程序中释放观察者的时候，一定要去从center中将其移除。

• 通知中心NSNotificationCenter，通知的枢纽。

• 被观察的对象，通过postNotificationName:object:userInfo:发送某一类型通知，广播改变。

• 通知对象NSNotification，当有通知来的时候，Center会调用观察者注册的接口来广播通知，同时传递存储着更改内容的NSNotification对象。

2. KVO

KVO的全称是Key-Value Observer，即键值观察。是一种没有中心枢纽的观察者模式的实现方式。一个主题对象管理所有依赖于它的观察者对象，并且在自身状态发生改变的时候主动通知观察者对象。

• 注册观察者

[object addObserver:self forKeyPath:property options:NSKeyValueObservingOptionNew context:]。

• 更改主题对象属性的值，即触发发送更改的通知。

• 在制定的回调函数中，处理收到的更改通知。

• 注销观察者[object removeObserver:self forKeyPath:property]。

四. 如果让你实现 NSNotificationCenter，讲一下思路

• NSNotificationCenter是一个单例

• NSNotificationCenter内部使用可变字典NSMutableDictionary来存储，以通知名称postName作为key，以数组NSAray作为值，该数组存储着每个观察者的信息:观察者对象、观察者处理方法、通知名称等。

• 当发送通知时，以通知名称为key去获取相应的观察者信息数组，然后遍历这个数组，取出观察者对象和相对应处理方法，进行实例方法调用。

五. 如果让你实现 GCD 的线程池，讲一下思路

• 线程池包含如下8个部分:

• 线程池管理器（ThreadPoolManager）:用于创建并管理线程池，是一个单例

• 工作线程（WorkThread）: 线程池中线程

• 任务接口（Task）:每个任务必须实现的接口，以供工作线程调度任务的执行。

• 任务队列:用于存放没有处理的任务。提供一种缓冲机制。

• corePoolSize核心池的大小:默认情况下，在创建了线程池后，线程池中的线程数为0，当有任务来之后，就会创建一个线程去执行任务，当线程池中的线程数目达到corePoolSize后，就会把到达的任务放到缓存队列当中；

• maximumPoolSize线程池最大线程数:它表示在线程池中最多能创建多少个线程；

• 存活时间keepAliveTime:表示线程没有任务执行时最多保持多久时间会终止。默认情况下，只有当线程池中的线程数大于corePoolSize时，keepAliveTime才会起作用，这是如果一个线程空闲的时间达到keepAliveTime，则会终止直到线程池中的线程数不大于corePoolSize.

具体流程:

• 当通过任务接口向线程池管理器中添加任务时，如果当前线程池管理器中的线程数目小于corePoolSize，则每来一个任务，就会通过线程池管理器创建一个线程去执行这个任务；

• 如果当前线程池中的线程数目大于等于corePoolSize，则每来一个任务，会尝试将其添加到任务缓存队列当中，若添加成功，则该任务会等待空闲线程将其取出去执行；若添加失败（一般来说是任务缓存队列已满），则会尝试创建新的线程去执行这个任务；

• 如果当前线程池中的线程数目达到maximumPoolSize，则会采取任务拒绝策略进行处理；

• 如果线程池中的线程数量大于corePoolSize时，如果某线程空闲时间超过keepAliveTime，线程将被终止，直至线程池中的线程数目不大于corePoolSize；

六.Category 的实现原理，以及Category 为什么只能加方法不能加实例变量。

category是可以添加属性，不能添加实例变量对吧！之所以不能添加实例变量，是因为一个类的实例变量在编译阶段，就会在objc_class的class_ro_t这里进行存储和布局，而category是在运行时才进行加载的，

然后在加载 ObjC运行时的过程中在 realizeClass 方法中：

// 从 `class_data_bits_t `调用 `data` 方法，将结果从 `class_rw_t `强制转换为 `class_ro_t `指针
const class_ro_t *ro = (const class_ro_t *)cls->data();
// 初始化一个 `class_rw_t` 结构体
class_rw_t *rw = (class_rw_t *)calloc(sizeof(class_rw_t), 1);
// 设置`结构体 ro` 的值以及 `flag`
rw->ro = ro;
// 最后设置正确的` data`。
rw->flags = RW_REALIZED|RW_REALIZING;
cls->setData(rw);

运行时加载的时候 class_ro_t里面的方法、协议、属性等内容赋值给 class_rw_t，而 class_rw_t里面没有用来存储相关变量的数组，这样的结构也就注定实例变量是无法在运行期进行填充.

七. swift 中 struct和class的区别

swift中， class是引用类型， struct是值类型。值类型在传递和赋值时将进行复制，而引用类型则只会使用引用对象的一个"指向"。所以他们两者之间的区别就是两个类型的区别。

class有这几个功能 struct没有的：

• class可以继承，这样子类可以使用父类的特性和方法

• 类型转换可以在 runtime的时候检查和解释一个实例的类型

• 可以用 deinit来释放资源

• 一个类可以被多次引用

  struct也有这样几个优势：

• 结构较小，适用于复制操作，相比于一个 class的实例被多次引用更加安全。

• 无须担心内存 memory leak或者多线程冲突问题

八.在一个HTTPS连接的网站里，输入账号密码点击登录后，到服务器返回这个请求前，中间经历了什么

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1.客户端打包请求。包括url，端口，你的账号密码等等。账号密码登陆应该用的是Post方式，所以相关的用户信息会被加载到body里面。这个请求应该包含三个方面：网络地址，协议，资源路径。注意，这里是HTTPS，就是HTTP + SSL / TLS，在HTTP上又加了一层处理加密信息的模块（相当于是个锁）。这个过程相当于是客户端请求钥匙。

2.服务器接受请求。一般客户端的请求会先发送到DNS服务器。 DNS服务器负责将你的网络地址解析成IP地址，这个IP地址对应网上一台机器。这其中可能发生Hosts Hijack和ISP failure的问题。过了DNS这一关，信息就到了服务器端，此时客户端会和服务器的端口之间建立一个socket连接，socket一般都是以file descriptor的方式解析请求。这个过程相当于是服务器端分析是否要向客户端发送钥匙模板。

3.服务器端返回数字证书。服务器端会有一套数字证书（相当于是个钥匙模板），这个证书会先发送给客户端。这个过程相当于是服务器端向客户端发送钥匙模板。

4.客户端生成加密信息。根据收到的数字证书（钥匙模板），客户端会生成钥匙，并把内容锁上，此时信息已经加密。这个过程相当于客户端生成钥匙并锁上请求。

5.客户端发送加密信息。服务器端会收到由自己发送出去的数字证书加锁的信息。 这个时候生成的钥匙也一并被发送到服务器端。这个过程是相当于客户端发送请求。

6.服务器端解锁加密信息。服务器端收到加密信息后，会根据得到的钥匙进行解密，并把要返回的数据进行对称加密。这个过程相当于服务器端`解锁请求、生成、加锁回应信息。

7.服务器端向客户端返回信息。客户端会收到相应的加密信息。这个过程相当于服务器端向客户端发送回应。

8.客户端解锁返回信息。客户端会用刚刚生成的钥匙进行解密，将内容显示在浏览器上。