iOS知识原理篇一
2015-10-13 本文已影响1998人
Andyzhao
runtime怎么添加属性、方法等
- ivar表示成员变量
- class_addIvar
- class_addMethod
- class_addProperty
- class_addProtocol
- class_replaceProperty
是否可以把比较耗时的操作放在NSNotificationCenter中
- 首先必须
明确通知在哪个线程中发出
,那么处理接受到通知的方法也在这个线程中调用 - 如果在
异步
线程发的通知,那么可以
执行比较耗时的操作; - 如果在
主线程
发的通知,那么就不可以
执行比较耗时的操作
runtime 如何实现 weak 属性
- 首先要搞清楚weak属性的特点
weak策略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,设置方法既不保留新值,也不释放旧值。此特质同assign类似;
然而在属性所指的对象遭到摧毁时,属性值也会清空(nil out)
- 那么runtime如何实现weak变量的自动置nil?
runtime对注册的类,会进行布局,会将 weak 对象放入一个 hash 表中。
用 weak 指向的对象内存地址作为 key,当此对象的引用计数为0的时候会调用对象的 dealloc 方法,
假设 weak 指向的对象内存地址是a,那么就会以a为key,在这个 weak hash表中搜索,找到所有以a为key的 weak 对象,从而设置为 nil。
weak属性需要在dealloc中置nil么
- 在ARC环境无论是强指针还是弱指针都无需在 dealloc 设置为 nil , ARC 会自动帮我们处理
- 即便是编译器不帮我们做这些,weak也不需要在dealloc中置nil
- 在属性所指的对象遭到摧毁时,属性值也会清空
// 模拟下weak的setter方法,大致如下
- (void)setObject:(NSObject *)object
{
objc_setAssociatedObject(self, "object", object, OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN);
[object cyl_runAtDealloc:^{
_object = nil;
}];
}
一个Objective-C对象如何进行内存布局?(考虑有父类的情况)
- 所有
父类的
成员变量和自己的
成员变量都会存放在该对象所对应的存储空间中 - 父类的方法和自己的方法都会缓存在类对象的方法缓存中,类方法是缓存在元类对象中
- 每一个对象内部都有一个
isa指针
,指向他的类对象
,类对象中存放着本对象的如下信息- 对象方法列表
- 成员变量的列表
- 属性列表
- 每个 Objective-C 对象都有相同的结构,如下图所示
Objective-C 对象的结构图 |
---|
ISA指针 |
根类(NSObject)的实例变量 |
倒数第二层父类的实例变量 |
... |
父类的实例变量 |
类的实例变量 |
- 根类对象就是NSObject,它的super class指针指向nil
- 类对象既然称为对象,那它也是一个实例。类对象中也有一个isa指针指向它的元类(meta class),即类对象是元类的实例。元类内部存放的是
类方法
列表,根元类的isa指针指向自己,superclass指针指向NSObject类
一个objc对象的isa的指针指向什么?有什么作用?
- 每一个对象内部都有一个isa指针,这个指针是指向它的真实类型
- 根据这个指针就能知道将来调用哪个类的方法
下面的代码输出什么?
@implementation Son : Father
- (id)init
{
self = [super init];
if (self) {
NSLog(@"%@", NSStringFromClass([self class]));
NSLog(@"%@", NSStringFromClass([super class]));
}
return self;
}
@end
-
答案:都输出 Son
-
这个题目主要是考察关于objc中对 self 和 super 的理解:
- self 是类的隐藏参数,指向当前调用方法的这个类的实例。而 super 本质是一个
编译器标示符
,和 self 是指向的同一个消息接受者 - 当使用 self 调用方法时,会从
当前类
的方法列表中开始找,如果没有
,就从父类中再找
; - 而当使用 super时,则从父类的方法列表中开始找。然后调用父类的这个方法
- 调用[self class] 时,会转化成 objc_msgSend函数
id objc_msgSend(id self, SEL op, ...)
- 调用 [super class]时,会转化成 objc_msgSendSuper函数
id objc_msgSendSuper(struct objc_super *super, SEL op, ...)
- 第一个参数是
objc_super
这样一个结构体,其定义如下
struct objc_super { __unsafe_unretained id receiver; __unsafe_unretained Class super_class; };
- 第一个成员是 receiver, 类似于上面的 objc_msgSend函数第一个参数self
- 第二个成员是记录当前类的父类是什么,告诉程序从父类中开始找方法,找到方法后,最后内部是使用 objc_msgSend(objc_super->receiver, @selector(class))去调用, 此时已经和[self class]调用相同了,故上述输出结果仍然返回 Son
- objc Runtime开源代码对- (Class)class方法的实现
-(Class)class { return object_getClass(self); }
- self 是类的隐藏参数,指向当前调用方法的这个类的实例。而 super 本质是一个
runtime如何通过selector找到对应的IMP地址?(分别考虑类方法和实例方法)
- 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
objc中的类方法和实例方法有什么本质区别和联系
- 类方法:
- 类方法是属于类对象的
- 类方法只能通过类对象调用
- 类方法中的self是类对象
- 类方法可以调用其他的类方法
- 类方法中
不能
访问成员变量 - 类方法中
不能
直接调用对象方法 - 类方法是存储在元类对象的方法缓存中
- 实例方法:
- 实例方法是属于实例对象的
- 实例方法只能通过实例对象调用
- 实例方法中的self是实例对象
- 实例方法中可以访问成员变量
- 实例方法中直接调用实例方法
- 实例方法中
可以调用类方法(通过类名)
- 实例方法是存放在类对象的方法缓存中
使用runtime Associate
方法关联的对象,需要在主对象dealloc的时候释放么?
- 无论在MRC下还是ARC下
均不需要
- 被关联的对象在生命周期内要比对象本身释放的
晚很多
,它们会在被 NSObject -dealloc 调用的object_dispose()
方法中释放 - 补充:对象的内存销毁时间表,分四个步骤
1.调用 -release :引用计数变为零
* 对象正在被销毁,生命周期即将结束.
* 不能再有新的 __weak 弱引用,否则将指向 nil.
* 调用 [self dealloc]
2. 父类调用 -dealloc
* 继承关系中最直接继承的父类再调用 -dealloc
* 如果是 MRC 代码 则会手动释放实例变量们(iVars)
* 继承关系中每一层的父类 都再调用 -dealloc
3. NSObject 调 -dealloc
* 只做一件事:调用 Objective-C runtime 中的 object_dispose() 方法
4. 调用 object_dispose()
* 为 C++ 的实例变量们(iVars)调用 destructors
* 为 ARC 状态下的 实例变量们(iVars) 调用 -release
* 解除所有使用 runtime Associate方法关联的对象
* 解除所有 __weak 引用
* 调用 free()
_objc_msgForward函数是做什么的?直接调用它将会发生什么?
- _objc_msgForward是IMP类型,用于消息转发的:当向一个对象发送一条消息,但它并没有实现的时候,_objc_msgForward会尝试做消息转发
- 直接调用_objc_msgForward是
非常危险
的事,这是把双刃刀,如果用不好会直接导致程序Crash,但是如果用得好,能做很多非常酷的事 - JSPatch就是直接调用_objc_msgForward来实现其核心功能的
- 详细解说参见这里的第一个问题解答
能否向编译后得到的类中增加实例变量
?能否向运行时创建的类中添加实例变量
?为什么?
-
不能
向编译后得到的类中增加实例变量
; -
能
向运行时创建的类中添加实例变量
; - 分析如下:
- 因为编译后的类已经注册在runtime中,类结构体中的objc_ivar_list 实例变量的链表和instance_size实例变量的内存大小已经确定,同时runtime 会调用class_setIvarLayout 或 class_setWeakIvarLayout来处理strong weak引用,所以
不能
向存在的类中添加实例变量
- 运行时创建的类是
可以
添加实例变量
,调用 class_addIvar函数,但是得在调用objc_allocateClassPair之后
,objc_registerClassPair之前
,原因同上。
- 因为编译后的类已经注册在runtime中,类结构体中的objc_ivar_list 实例变量的链表和instance_size实例变量的内存大小已经确定,同时runtime 会调用class_setIvarLayout 或 class_setWeakIvarLayout来处理strong weak引用,所以
runloop和线程有什么关系?
-
每条线程都有
唯一
的一个RunLoop对象与之对应的 -
主线程的RunLoop是
自动创建并启动
-
子线程的RunLoop需要
手动创建
-
子线程的RunLoop创建步骤如下:
- 在子线程中调用[NSRunLoop currentRunLoop]创建RunLoop对象(
懒加载,只创建一次
) - 获得RunLoop对象后要调用
run
方法来启动一个运行循环
// 启动RunLoop [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
- RunLoop的其他启动方法
// 第一个参数:指定运行模式 // 第二个参数:指定RunLoop的过期时间,即:到了这个时间后RunLoop就失效了 [[NSRunLoop currentRunLoop] runMode:kCFRunLoopDefaultMode beforeDate:[NSDate distantFuture]];
- 在子线程中调用[NSRunLoop currentRunLoop]创建RunLoop对象(
runloop的mode作用是什么?
- 用来控制一些特殊操作只能在指定模式下运行,一般可以通过指定操作的运行mode来控制执行时机,以提高用户体验
- 系统默认注册了5个Mode
-
kCFRunLoopDefaultMode
:App的默认Mode
,通常主线程
是在这个Mode下运行,对应OC中的:NSDefaultRunLoopMode
-
UITrackingRunLoopMode
:界面跟踪
Mode,用于 ScrollView 追踪触摸滑动,保证界面滑动时不受其他Mode影响 -
kCFRunLoopCommonModes
:这是一个标记
Mode,不是一种真正的Mode,事件可以运行在所有标有common modes标记的模式中,对应OC中的NSRunLoopCommonModes
,带有common modes标记的模式有:UITrackingRunLoopMode和kCFRunLoopDefaultMode - UIInitializationRunLoopMode:在
启动
App时进入的第一个 Mode,启动完成后就不再使用
- GSEventReceiveRunLoopMode:接受系统事件的内部Mode,通常用不到
-
以+scheduledTimerWithTimeInterval...的方式触发的timer,在滑动页面上的列表时,timer会暂定回调,为什么?如何解决?
-
这里强调一点:在主线程中以+scheduledTimerWithTimeInterval...的方式触发的timer默认是运行在
NSDefaultRunLoopMode
模式下的,当滑动页面上的列表时,进入了UITrackingRunLoopMode
模式,这时候timer就会停止 -
可以修改timer的运行模式为
NSRunLoopCommonModes
,这样定时器就可以一直运行了 -
以下是我的笔记补充:
- 在
子线程
中通过scheduledTimerWithTimeInterval:...方法
来构建NSTimer- 方法内部已经创建NSTimer对象,并加入到RunLoop中,运行模式为NSDefaultRunLoopMode
- 由于Mode有timer对象,所以RunLoop就开始监听定时器事件了,从而开始进入运行循环
- 这个方法
仅仅
是创建RunLoop对象,并不会
主动启动RunLoop,需要再调用run方法
来启动
- 如果在
主线程
中通过scheduledTimerWithTimeInterval:...方法
来构建NSTimer,就不需要主动启动RunLoop对象,因为主线程的RunLoop对象在程序运行起来就已经被启动了
// userInfo参数:用来给NSTimer的userInfo属性赋值,userInfo是只读的,只能在构建NSTimer对象时赋值 [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:1.0 target:self selector:@selector(run:) userInfo:@"ya了个hoo" repeats:YES]; // scheduledTimer...方法创建出来NSTimer虽然已经指定了默认模式,但是【允许你修改模式】 [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes]; // 【仅在子线程】需要手动启动RunLoop对象,进入运行循环 [[NSRunLoop currentRunLoop] run];
- 在
猜想runloop内部是如何实现的?
- 从字面意思看:运行循环、跑圈;
-
本质:
内部就是do-while循环
,在这个循环内部不断地处理各种事件(任务),比如:Source、Timer、Observer; - 每条线程都有
唯一
一个RunLoop对象与之对应,主线程的RunLoop默认已经启动,子线程的RunLoop需要手动启动
; - 每次RunLoop启动时,
只能
指定其中一个 Mode,这个Mode被称作 CurrentMode,如果需要切换Mode,只能退出
Loop,再重新指定
一个Mode进入,这样做主要是为了隔离不同Mode中的Source、Timer、Observer,让其互不影响; - 附上RunLoop的运行图
不手动指定autoreleasepool的前提下,一个autorealese对象在什么时刻释放?(比如在一个vc的viewDidLoad中创建)
- 分两种情况:
手动干预
释放时机、系统自动
去释放- 手动干预释放时机:指定autoreleasepool就是所谓的:当前作用域大括号结束时就立即释放
- 系统自动去释放:不手动指定autoreleasepool,Autorelease对象会在当前的 runloop 迭代结束时释放,下面详细说明释放时机
- RunLoop中的
三个状态
会处理自动释放池,通过打印代码发现有两个Observer监听到状态值为:1和160(32+128)-
kCFRunLoopEntry(1)
// 第一次进入会创建
一个自动释放池 -
kCFRunLoopBeforeWaiting(32)
// 进入休眠状态前先销毁
自动释放池,再创建
一个新
的自动释放池 -
kCFRunLoopExit(128)
// 退出RunLoop时销毁
最后一次创建的自动释放池
-
- RunLoop中的
- 如果在一个vc的viewDidLoad中创建一个Autorelease对象,那么该对象会在 viewDidAppear 方法执行前就被销毁了(是这样的吗???)
苹果是如何实现autoreleasepool的?
- autoreleasepool以一个队列数组的形式实现,主要通过下列三个函数完成.
objc_autoreleasepoolPush
objc_autoreleasepoolPop
objc_aurorelease
- 看函数名就可以知道,对autorelease分别执行push,和pop操作。销毁对象时执行release操作
GCD的队列(dispatch_queue_t)分哪两种类型?背后的线程模型是什么样的?
- 串行队列
- 并行队列
- dispatch_global_queue();是全局并发队列
- dispatch_main_queue();是一种特殊串行队列
- 背后的线程模型:自定义队列 dispatch_queue_t queue; 可以自定义是并行:
DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT
或者 串行DISPATCH_QUEUE_SERIAL
苹果为什么要废弃dispatch_get_current_queue?
- 容易误用造成死锁
如何用GCD同步若干个异步调用?(如根据若干个url异步加载多张图片,然后在都下载完成后合成一张整图)
- 必须是
并发队列
才起作用 - 需求分析
- 首先,分别
异步执行
2个耗时的操作 - 其次,等2个异步操作都执行完毕后,再回到主线程执行一些操作
- 首先,分别
- 使用队列组实现上面的需求
// 创建队列组
dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
// 获取全局并发队列
dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_DEFAULT, 0);
// 往队列组中添加耗时操作
dispatch_group_async(group, queue, ^{
// 执行耗时的异步操作1
});
// 往队列组中添加耗时操作
dispatch_group_async(group, queue, ^{
// 执行耗时的异步操作2
});
// 当并发队列组中的任务执行完毕后才会执行这里的代码
dispatch_group_notify(group, queue, ^{
// 如果这里还有基于上面两个任务的结果继续执行一些代码,建议还是放到子线程中,等代码执行完毕后在回到主线程
// 回到主线程
dispatch_async(group, dispatch_get_main_queue(), ^{
// 执行相关代码...
});
});
dispatch_barrier_async的作用是什么?
- 函数定义
dispatch_barrier_async(dispatch_queue_t queue, dispatch_block_t block);
- 必须是
并发
队列,要是串行队列,这个函数就没啥意义了 -
注意:
这个函数的第一个参数queue不能
是全局的并发队列 - 作用:在它前面的任务执行结束后它才执行,在它后面的任务等它执行完成后才会执
- 示例代码
-(void)barrier
{
dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("12342234", DISPATCH_QUEUE_CONCURRENT);
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"----1-----%@", [NSThread currentThread]);
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"----2-----%@", [NSThread currentThread]);
});
// 在它前面的任务执行结束后它才执行,在它后面的任务等它执行完成后才会执行
dispatch_barrier_async(queue, ^{
NSLog(@"----barrier-----%@", [NSThread currentThread]);
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"----3-----%@", [NSThread currentThread]);
});
dispatch_async(queue, ^{
NSLog(@"----4-----%@", [NSThread currentThread]);
});
}
以下代码运行结果如何?
- (void)viewDidLoad
{
[super viewDidLoad];
NSLog(@"1");
dispatch_sync(dispatch_get_main_queue(), ^{
NSLog(@"2");
});
NSLog(@"3");
}
- 答案:主线程死锁