iOS面试题—runtime相关
- 数据结构：objc_object，objc_class，isa，class_data_bits_t，cache_t，method_t
- 对象，类对象，元类对象
- 消息传递
- 消息转发
一、数据结构：objc_object，objc_class，isa，class_data_bits_t，cache_t，method_t
- objc_object（id）
isa_t,关于isa操作相关，弱引用相关，关联对象相关，内存管理相关 - objc_class (class) 继承自objc_object
Class superClass,cache_t cache,class_data_bits_t bits -
isa指针，共用体isa_t
- isa指向
关于对象，其指向类对象。
关于类对象，其指向元类对象。
实例--(isa)-->class--(isa)-->MetaClass - cache_t
用于快速查找方法执行函数，是可增量扩展的哈希表结构，是局部性原理的最佳运用
struct cache_t {
struct bucket_t *_buckets;//一个散列表，用来方法缓存，bucket_t类型，包含key以及方法实现IMP
mask_t _mask;//分配用来缓存bucket的总数
mask_t _occupied;//表明目前实际占用的缓存bucket的个数
｝
struct bucket_t {
private:
cache_key_t _key;
IMP _imp;
｝
- class_data_bits_t：对class_rw_t的封装
struct class_rw_t {
uint32_t flags;
uint32_t version;
const class_ro_t *ro;
method_array_t methods;
property_array_t properties;
protocol_array_t protocols;
Class firstSubclass;
Class nextSiblingClass;
char *demangledName;
｝
Objc的类的属性、方法、以及遵循的协议都放在class_rw_t中，class_rw_t代表了类相关的读写信息，是对class_ro_t的封装，而class_ro_t代表了类的只读信息，存储了 编译器决定了的属性、方法和遵守协议
struct class_ro_t {
uint32_t flags;
uint32_t instanceStart;
uint32_t instanceSize;
#ifdef __LP64__
uint32_t reserved;
#endif
const uint8_t * ivarLayout;
const char * name;
method_list_t * baseMethodList;
protocol_list_t * baseProtocols;
const ivar_list_t * ivars;
const uint8_t * weakIvarLayout;
property_list_t *baseProperties;
method_list_t *baseMethods() const {
return baseMethodList;
}
};
- method_t
函数四要素：名称，返回值，参数，函数体
struct method_t {
SEL name; //名称
const char *types;//返回值和参数
IMP imp; //函数体
｝
二、 对象，类对象，元类对象
-
类对象存储实例方法列表等信息。
-
元类对象存储类方法列表等信息。
superClass是一层层集成的,到最后NSObject的superClass是nil.而NSObject的isa指向根元类,这个根元类的isa指向它自己,而它的superClass是NSObject,也就是最后形成一个环,
三、消息传递
void objc_msgSend(void /* id self, SEL op, ... */ )
void objc_msgSendSuper(void /* struct objc_super *super, SEL op, ... */ )
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 */
};
消息传递的流程：缓存查找-->当前类查找-->父类逐级查找
- 调用方法之前，先去查找缓存，看看缓存中是否有对应选择器的方法实现，如果有，就去调用函数，完成消息传递（缓存查找：给定值SEL,目标是查找对应bucket_t中的IMP，哈希查找）
- 如果缓存中没有，会根据当前实例的isa指针查找当前类对象的方法列表，看看是否有同样名称的方法 ，如果找到，就去调用函数，完成消息传递（当前类中查找：对于已排序好的方法列表，采用二分查找，对于没有排序好的列表，采用一般遍历）
- 如果当前类对象的方法列表没有，就会逐级父类方法列表中查找，如果找到，就去调用函数，完成消息传递（父类逐级查找：先判断父类是否为nil，为nil则结束，否则就继续进行缓存查找-->当前类查找-->父类逐级查找的流程）
- 如果一直查到根类依然没有查找到，则进入到消息转发流程中，完成消息传递
四、消息转发
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel;//为对象方法进行决议
+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel;//为类方法进行决议
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector;//方法转发目标
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector;
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation;
那么最后消息未能处理的时候，还会调用到
-(void)doesNotRecognizeSelector:(SEL)aSelector`这个方法，我们也可以在这个方法中做处理，避免掉crash，但是只建议在线上环境的时候做处理，实际开发过程中还要把异常抛出来
- 方法交换(Method-Swizzling)
+ (void)load
{
Method test = class_getInstanceMethod(self, @selector(test));
Method otherTest = class_getInstanceMethod(self, @selector(otherTest));
method_exchangeImplementations(test, otherTest);
}
应用场景：替换系统的方法，比如viewDidLoad，viewWillAppear以及一些响应方法，来进行统计信息
- 动态添加方法
class_addMethod(self, sel, testImp, "v@:");
void testImp (void)
{
NSLog(@"testImp");
}
-
@dynamic 动态方法解析
动态运行时语言将函数决议推迟到运行时
编译时语言在编译期进行函数决议 -
[obj foo]和objc_msgSend()函数之间有什么关系？
objc_msgSend()是[obj foo]的具体实现。在runtime中，objc_msgSend()是一个c函数，[obj foo]会被翻译成这样的形式objc_msgSend(obj, foo)。 -
runtime是如何通过selector找到对应的IMP地址的？
缓存查找-->当前类查找-->父类逐级查找 -
能否向编译后的类中增加实例变量？
不能。 编译后，该类已经完成了实例变量的布局，不能再增加实例变量。但可以向动态添加的类中增加实例变量。
