十七、OC底层面试解析

【面试-1】方法的调用顺序

类的方法 和 分类方法 重名，如果调用，是什么情况？

• 如果同名方法是普通方法，包括initialize -- 先调用分类方法

  • 因为分类的方法是在类realize之后 attach进去的，插在类的方法的前面，所以优先调用分类的方法（注意：不是分类覆盖主类！！）

  • initialize方法什么时候调用？ initialize方法也是主动调用，即第一次消息时调用，为了不影响整个load，可以将需要提前加载的数据写到initialize中

• 如果同名方法是load方法 -- 先 主类load，后分类load（分类之间，看编译的顺序）

  • 原因：参考十二、+ load方法分析
    

image

【面试-2】Runtime是什么？

• runtime是由C和C++汇编实现的一套API，为OC语言加入了 面向对象、以及运行时的功能

• 运行时是指将数据类型的确定由编译时 推迟到了 运行时

  • 举例：extension 和 category 的区别

• 平时编写的OC代码，在程序运行的过程中，其实最终会转换成runtime的C语言代码， runtime是OC的幕后工作者

1、category 类别、分类

• 专门用来给类添加新的方法

• 不能给类添加成员属性，添加了成员属性，也无法取到

• 注意：其实可以通过runtime 给分类添加属性，即属性关联，重写setter、getter方法

• 分类中用@property 定义变量，只会生成变量的setter、getter方法的声明，不能生成方法实现 和 带下划线的成员变量

2、extension 类扩展

• 可以说成是特殊的分类 ，也可称作 匿名分类

• 可以给类添加成员属性，但是是私有变量

• 可以给类添加方法，也是私有方法

【面试-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？

• 方法的本质：发送消息，消息会有以下几个流程

  • 快速查找（objc_msgSend） - cache_t缓存消息中查找

  • 慢速查找 - 递归自己|父类 - lookUpImpOrForward

  • 查找不到消息：动态方法解析 - resolveInstanceMethod

  • 消息快速转发 - forwardingTargetForSelector

  • 消息慢速转发 - methodSignatureForSelector & forwardInvocation

• sel是方法编号 - 在read_images期间就编译进了内存

• imp是函数实现指针 ，找imp就是找函数的过程

• sel 相当于 一本书的目录title

• imp 相当于 书本的页码

• 查找具体的函数就是想看这本书具体篇章的内容

  • 1、首先知道想看什么，即目录 title - sel

  • 2、根据目录找到对应的页码 - imp

  • 3、通过页码去翻到具体的内容

【面试-4】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

• 1、不能向编译后的得到的类中增加实例变量

• 2、只要类没有注册到内存还是可以添加的

• 3、可以添加属性+方法

【原因】：编译好的实例变量存储的位置是ro，一旦编译完成，内存结构就完全确定了

【经典面试-5】 [self class]和[super class]的区别以及原理分析

• [self class]就是发送消息 objc_msgSend，消息接收者是self，方法编号 class

• [super class] 本质就是objc_msgSendSuper，消息的接收者还是 self，方法编号 class，在运行时，底层调用的是_objc_msgSendSuper2【重点！！！】

• 只是 objc_msgSendSuper2 会更快，直接跳过self的查找

代码调试

• LGTeacher中的init方法中打印这两种class调用

  image

  运行程序，打印结果如下

  image

• 进入[self class]中的class源码

图片.png

进入[self class]中的class源码

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

👇
Class object_getClass(id obj)
{
    if (obj) return obj->getIsa();
    else return Nil;
}

其底层是获取对象的isa，当前的对象是LGTeacher，其isa是同名的LGTeacher，所以[self class]打印的是LGTeacher

[super class]中，其中super 是语法的 关键字，可以通过clang 看super的本质，这是编译时的底层源码，其中第一个参数是消息接收者，是一个__rw_objc_super结构

image

• 底层源码中搜索__rw_objc_super，是一个中间结构体

  image

• objc中搜索objc_msgSendSuper，查看其隐藏参数

  image

• 搜索struct objc_super

  image

  通过clang的底层编译代码可知，当前消息的接收者 等于 self，而self 等于 LGTeacher，所以 [super class]进入class方法源码后，其中的self 即为LGTeacher，所以最后还是获取LGTeacher的isa，即同名LGTeacher元类

• 我们再来看[super class]在运行时是否如上一步的底层编码所示，是objc_msgSendSuper，打开汇编调试，调试结果如下

  image

  • 搜索objc_msgSendSuper2，从注释得知，是从 类开始查找，而不是父类

    image

  • 查看objc_msgSendSuper2的汇编源码，是从superclass中的cache中查找方法

ENTRY _objc_msgSendSuper2
UNWIND _objc_msgSendSuper2, NoFrame

ldp p0, p16, [x0]       // p0 = real receiver, p16 = class 取出receiver 和 class
ldr p16, [x16, #SUPERCLASS] // p16 = class->superclass
CacheLookup NORMAL, _objc_msgSendSuper2//cache中查找--快速查找

END_ENTRY _objc_msgSendSuper2

完整回答

所以，最完整的回答如下

[self class]方法调用的本质是 发送消息，调用class的消息流程，拿到元类的类型，在这里是因为类已经加载到内存，所以在读取时是一个字符串类型，这个字符串类型是在map_images的readClass时已经加入表中，所以打印为LGTeacher
[class class]打印的是LGTeacher，原因是当前的super是一个关键字，在这里只调用objc_msgSendSuper2，其实他的消息接收者和[self class]是一模一样的，所以返回的是LGTeacher