iOS | 面试知识整理 - 内存管理 (五)

2019-08-17 本文已影响0人 Leon_520

前言:

最近公司项目不怎么忙, 闲暇时间把iOS 在面试中可能会遇到的问题整理了一番, 一部分题目是自己面试遇到的,一部分题目则是网上收录的, 方便自己巩固复习, 也分享给大家! 知识点比较多,比较杂,这里做了分类,下面是分类链接地址;

面试知识点整理 - 目录:

iOS | 面试知识整理 - 内存管理(五)

1.什么是内存泄漏?

内存泄漏指动态分配内存的对象在使用完后没有被系统回收内存,导致对象始终占有着内存,属于内存管理出错, (例如一个对象或者变量使用完成后没有释放,这个对象一直占用着内存)，一次内存泄露危害可以忽略，但内存泄露堆积后果很严重，无论多少内存,迟早会被占光。

2. 什么是僵尸对象?

已经被销毁的对象(不能再使用的对象),内存已经被回收的对象。一个引用计数器为0对象被释放后就变为了僵尸对象;

3. 野指针

野指针又叫做'悬挂指针', 野指针出现的原因是因为指针没有赋值,或者指针指向的对象已经释放了, 比如指向僵尸对象;野指针可能会指向一块垃圾内存,给野指针发送消息会导致程序崩溃
比如:

NSObject *obj = [NSObject new];
[obj release]; // obj 指向的内存地址已经释放了,
obj 如果再去访问的话就是野指针错误了.
野指针错误形式在Xcode中通常表现为：Thread 1：EXC_BAD_ACCESS，因为你访问了一块已经不属于你的内存。

4. 什么是空指针?

空指针不同于野指针,他是一个没有指向任何内存的指针,空指针是有效指针,值为nil,NULL,Nil,0等,给空指针发送消息不会报错,不会响应消息;

5. OC对象的内存管理机制?

在iOS中，使用引用计数来管理OC对象的内存

一个新创建的OC对象引用计数默认是1，当引用计数减为0，OC对象就会销毁，释放其占用的内存空间
调用retain会让OC对象的引用计数+1，调用release会让OC对象的引用计数-1

内存管理的经验总结

当调用alloc、new、copy、mutableCopy方法返回了一个对象，在不需要这个对象时，要调用release或者autorelease来释放它
想拥有某个对象，就让它的引用计数+1；不想再拥有某个对象，就让它的引用计数-1

可以通过以下私有函数来查看自动释放池的情况

extern void _objc_autoreleasePoolPrint(void);

6. OC中有GC垃圾回收机制吗?,iPhone上GC吗?

垃圾回收(GC),就是程序中用于处理废弃不用的内存对象的机制,防止内存泄露
OC本身是支持垃圾回头得,不过只支持MAC OSX平台, iOS 平台不支持

7.在OC中与 Alloc 语义相反的是 release 还是 dealloc?

alloc 与 dealloc 语义相反,alloc 是创建变量,dealloc是释放变量
retain 与 release 语义相反, retain 保留一个对象,引用计数器+1, release 使引用计数器 -1;

8.什么是内存溢出?

当程序在申请内存时，没有足够的内存空间供其使用，出现out of memory;比如申请了一个int,但给它存了long才能存下的数，那就是内存溢出。

9.内存区域分布

在iOS开发过程中，为了合理的分配有限的内存空间，将内存区域分为五个区，由低地址向高地址分类分别是：代码区、常量区、全局静态区、堆、栈。

代码段 -- 程序编译产生的二进制的数据
常量区 -- 存储常量数据，通常程序结束后由系统自动释放
全局静态区 -- 全局区又可分为未初始化全局区：.bss段和初始化全局区：data段。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，在程序结束后有系统释放。
堆（heap) -- 程序运行过程中,动态分配的内存
栈（stack） -- 存放局部变量，临时变量

10.堆区和栈取的区别

按管理方式分
- 对于栈来讲，是由系统编译器自动管理，不需要程序员手动管理
- 对于堆来讲，释放工作由程序员手动管理，不及时回收容易产生内存泄露
按分配方式分
- 堆是动态分配和回收内存的，没有静态分配的堆
- 栈有两种分配方式：静态分配和动态分配
- 静态分配是系统编译器完成的，比如局部变量的分配
- 动态分配是有alloc函数进行分配的，但是栈的动态分配和堆是不同的，它的动态分配也由系统编译器进行释放，不需要程序员手动管理

11.怎么保证多人开发进行内存泄露的检查.

使用Analyze进行代码的静态分析
为避免不必要的麻烦, 多人开发时尽量使用ARC
使用leaks 进行内存泄漏检测
使用一些三方工具

12.block在ARC中和MRC中的用法有什么区别,需要注意什么?

对于没有引用外部变量的Block，无论在ARC还是非ARC下，类型都是 NSGlobalBlock，这种类型的block可以理解成一种全局的block，不需要考虑作用域问题。同时，对他进行Copy或者Retain操作也是无效的
都需要应注意避免循环引用,ARC 下使用__weak 来解决,MRC下使用__Block 来解决;

13.OC 如何对内存管理解决方法?

Objective-C的内存管理主要有三种方式自动内存管理、手动内存管理、自动释放池。

自动内存计数
手动内存计数:
自动释放池:

14.ARC 都帮我们做了什么？

LLVM + Runtime 会为我们代码自动插入 retain 和 release 以及 autorelease等代码,不需要我们手动管理

15.weak指针的实现原理

Runtime维护了一个weak表，用于存储指向某个对象的所有weak指针。weak表其实是一个hash（哈希）表，Key是所指对象的地址，Value是weak指针的地址（这个地址的值是所指对象的地址）数组。
runtime对注册的类，会进行布局，对于weak对象会放入一个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dealloc，假如weak指向的对象内存地址是a，那么就会以a为键，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。

16.方法里有局部对象，出了方法后会立即释放吗

如果是普通的局部对象会立即释放
如果是放在了 autoreleasePool 自动释放池,在 runloop 迭代结束的时候释放

17.MRC情况下怎么做单例模式

创建单例设计模式的基本步骤 : ·

声明一个单件对象的静态实例,并初始化为nil。
创建一个类的类工厂方法,当且仅当这个类的实例为nil时生成一个该类的实例
实现NScopying协议, 覆盖allocWithZone:方法,确保用户在直接分配和初始化对象时,不会产生另一个对象。
覆盖release、autorelease、retain、retainCount方法, 以此确保单例的状态。
在多线程的环境中,注意使用@synchronized关键字或GCD,确保静态实例被正确的创建和初始化。

18.非OC对象如何管理内存？

非OC对象，其需要手动执行释放操作例：CGImageRelease(ref)，否则会造成大量的内存泄漏导致程序崩溃。其他的对于CoreFoundation框架下的某些对象或变量需要手动释放、C语言代码中的malloc等需要对应free。

19. CADisplayLink、NSTimer会出现的问题,以及解决办法?

问题:

CADisplayLink、NSTimer会对target产生强引用，如果target又对它们产生强引用，那么就会引发循环引用
CADisplayLink、NSTimer都是基于 runloop 实现的.runloop 会对 CADisplayLink、NSTimer进行强引用, CADisplayLink、NSTimer又会对 target 进行引用,造成循环引用

解决方案1.使用block

// 内部使用 WeakSelf,并在视图消失前,关闭定时器
__weak __typeof(self)weakSelf = self;
NSTimer * timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 repeats:YES block:^(NSTimer * _Nonnull timer) {
    NSLog(@"timer");
}];
self.timer= timer;
[[NSRunLoop currentRunLoop]addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

解决方案2.使用代理对象（NSProxy）

image.png

.h
// 解决循环引用问题
@interface MyProxy : NSProxy
- (instancetype)initWithObjc:(id)objc;
+ (instancetype)proxyWithObjc:(id)objc;
.m
@interface MyProxy()
@property(nonatomic,weak) id objc;
@end

@implementation MyProxy
- (instancetype)initWithObjc:(id)objc{
    self.objc = objc;
    return self;
}
+ (instancetype)proxyWithObjc:(id)objc{
    return [[self alloc] initWithObjc:objc];
}
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    return [self.objc methodSignatureForSelector:aSelector];
}
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation {
    if ([self.objc respondsToSelector:invocation.selector]) {
        [invocation invokeWithTarget:self.objc];
    }
}

使用方法:

NSTimer * timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1
                                          target:[TimerProxy proxyWithTarget:self]
                                        selector:@selector(test1)
                                        userInfo:nil
                                         repeats:YES];
self.timer = timer;
[[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

20.什么是Tagged Pointer?

从64bit开始，iOS引入了Tagged Pointer技术，用于优化NSNumber、NSDate、NSString等小对象的存储
在没有使用Tagged Pointer之前， NSNumber等对象需要动态分配内存、维护引用计数等，NSNumber指针存储的是堆中NSNumber对象的地址值
使用Tagged Pointer之后，NSNumber指针里面存储的数据变成了：Tag + Data，也就是将数据直接存储在了指针中
当指针不够存储数据时，才会使用动态分配内存的方式来存储数据

21.copy和mutableCopy区别

image.png

22. 内存泄漏可能会出现的几种原因？

第一种可能：第三方框架不当使用；
第二种可能：block循环引用；
第三种可能：delegate循环引用；
第四种可能：NSTimer循环引用
第五种可能：非OC对象内存处理
第六种可能：地图类处理
第七种可能：大次数循环内存暴涨

23. ARC下什么样的对象由 Autoreleasepool 管理

当使用alloc/new/copy/mutableCopy开始的方法进行初始化时，会生成并持有对象(也就是不需要pool管理，系统会自动的帮他在合适位置release),不需要pool进行管理
一般类方法创建的对象需要使用Autoreleasepool进管理

24. 如何实现AutoreleasePool?

AutoreleasePool(自动释放池)其实并没有自身的结构,他是基于多个AutoreleasePoolPage(一个C++类)以双向链表组合起来的结构; 可以通过 push操作添加对象,pod 操作弹出对象,以及通过 release 操作释放对象;

25. AutoreleasePoolPage的结构?以及如何 push 和 pod 的?

image.png

调用push方法会将一个POOL_BOUNDARY入栈，并且返回其存放的内存地址
调用pop方法时传入一个POOL_BOUNDARY的内存地址，会从最后一个入栈的对象开始发送release消息，直到遇到这个POOL_BOUNDARY
id *next指向了下一个能存放autorelease对象地址的区域

26.Autoreleasepool 与 Runloop 的关系

主线程默认为我们开启 Runloop，Runloop 会自动帮我们创建Autoreleasepool，并进行Push、Pop 等操作来进行内存管理

iOS在主线程的Runloop中注册了2个Observer

第1个Observer监听了kCFRunLoopEntry事件，会调用objc_autoreleasePoolPush()
第2个Observer 监听了kCFRunLoopBeforeWaiting事件，会调用objc_autoreleasePoolPop()、objc_autoreleasePoolPush()监听了kCFRunLoopBeforeExit事件，会调用objc_autoreleasePoolPop()

27.子线程默认不会开启 Runloop，那出现 Autorelease 对象如何处理？不手动处理会内存泄漏吗？

在子线程你创建了 Pool 的话，产生的 Autorelease 对象就会交给 pool 去管理。如果你没有创建 Pool ，但是产生了 Autorelease 对象，就会调用 autoreleaseNoPage 方法。在这个方法中，会自动帮你创建一个 hotpage（hotPage 可以理解为当前正在使用的 AutoreleasePoolPage，如果你还是不理解，可以先看看 Autoreleasepool 的源代码，再来看这个问题），并调用 page->add(obj)将对象添加到 AutoreleasePoolPage 的栈中，也就是说你不进行手动的内存管理，也不会内存泄漏啦！StackOverFlow 的作者也说道，这个是 OS X 10.9+和 iOS 7+ 才加入的特性。

28.以下代码会有什么问题吗?

Person *p = [[[[Person alloc]init] autorelease] autorelease];

以上代码会导致程序崩溃,连续调用2次 autorelease,对象被加入自动释放吃2次, 在释放时候,此一次释放对象就已经销毁了,第二次再释放就会崩溃;

29.以下代码运行会有是问题?

for (int i= 0; i< 1000000; i++) {
      NSString * str = [NSString stringWithFormat:@"abcdefghijklmn1234566!@#$"];
}
    
for (int i= 0; i< 1000000; i++) {
       NSString * str = [NSString stringWithFormat:@"abc!"];
 }

第一个内存会暴涨,str对象会不停的创建,由于是静态方法,会加入到自动释放池,会延迟释放,造成内存暴涨,使用@autoreleasepool 解决
第二个内存固定,会使用 Tagged Pointer 将值存在str 变量地址中, 存在栈空间地址中, 出了作用域会自动销毁

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iOS | 面试知识整理 - 内存管理(五)

1.什么是内存泄漏?

2. 什么是僵尸对象?

3. 野指针

4. 什么是空指针?

5. OC对象的内存管理机制?

6. OC中有GC垃圾回收机制吗?,iPhone上GC吗?

7.在OC中与 Alloc 语义相反的是 release 还是 dealloc?

8.什么是内存溢出?

9.内存区域分布

10.堆区和栈取的区别

11.怎么保证多人开发进行内存泄露的检查.

12.block在ARC中和MRC中的用法有什么区别,需要注意什么?

13.OC 如何对内存管理解决方法?

14.ARC 都帮我们做了什么？

15.weak指针的实现原理

16.方法里有局部对象，出了方法后会立即释放吗

17.MRC情况下怎么做单例模式

18.非OC对象如何管理内存？

19. CADisplayLink、NSTimer会出现的问题,以及解决办法?

20.什么是Tagged Pointer?

21.copy和mutableCopy区别

22. 内存泄漏可能会出现的几种原因？

23. ARC下什么样的对象由 Autoreleasepool 管理

24. 如何实现AutoreleasePool?

25. AutoreleasePoolPage的结构?以及如何 push 和 pod 的?

26.Autoreleasepool 与 Runloop 的关系

27.子线程默认不会开启 Runloop，那出现 Autorelease 对象如何处理？不手动处理会内存泄漏吗？

28.以下代码会有什么问题吗?

29.以下代码运行会有是问题?

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