iOS底层面试题

2021-09-10  本文已影响0人  冼同学

runtime的学习整理

对象

类

消息

应用程序加载、类、分类初始化

相关面试题

1. load和initialize方法的调用原则和调用顺序？

具体的实现以及底层逻辑在类的加载（上）-- _objc_init&read_images
中。

补充c++构造函数

2.Runtime是什么？

3.⽅法的本质，sel是什么？IMP是什么？两者之间的关系⼜是什么？

4.能否向编译后的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？

// 使用objc_allocateClassPair创建一个类Class
const char * className = "SelClass";
Class SelfClass = objc_getClass(className);
if (!SelfClass){
    Class superClass = [NSObject class];
    SelfClass = objc_allocateClassPair(superClass, className, 0);
}
        
// 使用class_addIvar添加一个成员变量
BOOL isSuccess = class_addIvar(SelfClass, "name", sizeof(NSString *), log2(_Alignof(NSString *)), @encode(NSString *));

class_addMethod(SelfClass, @selector(addMethodForMyClass:), (IMP)addMethodForMyClass, "V@:");

5.[self class]和[super class]区别和解析？
通过代码案例分析这个问题，首先创建LGTeacher继承LGPerson，并在LGTeacher的init初始化方法中，调用了[self class]和[super class]，查看输出结果。

    // LGPerson
    @interface LGPerson : NSObject
    @end

    @implementation LGPerson
    @end
    
    // LGTeacher
    @interface LGTeacher : LGPerson
    @end

    @implementation LGTeacher
    - (instancetype)init{
        self = [super init];
        if (self) {
           NSLog(@"%@ - %@", [self class], [super class]);
        }
        return self;
    }
    @end

案例分析：
很清楚LGTeaher与LGPerson都没有实现class方法，那么根据消息发送的原理，他们最终都会调用到NSObject的实例方法class，该方法实现如下：

    - (Class)class {
        return object_getClass(self);
    }

调用方法的本质是发送消息objc_msgSend，并且有两个隐藏参数，分别是id self和SEL sel，这里的隐藏参数self就是我们要分析的类型。

struct objc_super {
    /// Specifies an instance of a class.
    __unsafe_unretained _Nonnull id receiver;

    /// Specifies the particular superclass of the instance to message. 
#if !defined(__cplusplus)  &&  !__OBJC2__
    /* For compatibility with old objc-runtime.h header */
    __unsafe_unretained _Nonnull Class class;
#else
    __unsafe_unretained _Nonnull Class super_class;
#endif
    /* super_class is the first class to search */
};

可以看到结构体中只有两个参数，分别是id receiver和Class super_class，其中super_class表示第一个要去查找的类，至此我们可以得出结论，在LGTeacher中调用[super class]，其内部会调用objc_msgSendSuper方法，并且会传入参数objc_super，其中receiver是LGTeacher对象，super_class是LGTeacher类通过class_getsuperclass获取的父类，也就是要第一个查找的类。

通过下符号断点--objc_msgSendSuper2，查看寄存器，其中第一个地址为发放的第一个隐藏参数，也就是objc_super，通过类型强制，该结构体封装的recevier是LGTeacher，super_class是LGPerson，具体看下图：

查看寄存器
得出结论：[super class]的接收者依然是LGTeacher对象，去调用父类的方法。

最后查看运行结果：

查看运行结果
果然输出都是LGTeacher！！！

补充：objc_msgSendSuper为什么会调用到了objc_msgSendSuper2？
通过 Objc-818.2源码查看的出：


全局搜索objc_msgSendSuper，进入汇编实现流程中，在汇编流程中，最终会调用objc_msgSendSuper2，见下图：
调用objc_msgSendSuper2

注意：这题还不够明白的话建议参考以上的消息相关文章，写得比较详细哦。

5.指针平移和消息发送原理案例分析
LGPerson类有一个实例方法saySomething，在viewDidLoad中通过两种方式调用该方法，一种是通过创建LGPerson对象调用，另一种是通过桥接调用，见下面代码：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    LGPerson *person = [LGPerson alloc];
    [person saySomething];
    
    Class cls = [LGPerson class];
    void  *kc = &cls;
    [(__bridge id)kc saySomething];
}

@implementation LGPerson
- (void)saySomething{
    NSLog(@"%s - %@",__func__);
}
@end

问题1：是否能够调用成功？

分析得出：两者调用的入口是一致的，从同一个地址开始进行方法查找流程，肯定是可以调用到的，person除了有地址，还有内存数据结构；kc只有一个地址，是一个伪装的person对象。请看下图：

查找流程

通过lldb调试可以发现，kc指向类，见下图：

查看kc指向class

最后运行代码：


运行代码

案例扩展
在LGPerson中添加一个属性kc_name，实现代码如下：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    LGPerson *person = [LGPerson alloc];
    person.kc_name = @"name123";
    [person saySomething];

    Class cls = [LGPerson class];
    void  *kc = &cls;
    [(__bridge id)kc saySomething];
}

@interface LGPerson : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString *kc_name;
- (void)saySomething;
@end

@implementation LGPerson
- (void)saySomething{
   NSLog(@"%s - %@", __func__, self.kc_name);
}
@end

那么这样子的输出结果优势怎么样子呢？是不是跟上面的一样都能输出呢？哈哈，以下继续进行lldb调试，请继续走！

lldb调试
经过调试可以知道person进行地址平移获取属性kc_name，此数据结构是在堆中，而kc只是一个地址，获取kc数据结构只是输出了其在栈中的数据信息。

引申出压栈的概念
通过上面的案例分析，可以知道根本原因是栈中地址平移的问题，那么在程序运行过程中，压栈逻辑是怎样的呢？先入后出，这个比较清楚，那结构体是如何压栈的呢，函数调用中参数的压栈逻辑又是怎样的？

函数参数压栈顺序
通过下面的案例代码进行进一步探索：


有上面可以得出：

补充：runtime面试题持续更新中哦。。。敬请期待！

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