面试技巧攻克（3）-OC高级特性
一、runtime机制
1、什么是runtime？
runtime是OC的重要特性，使得OC语言具有动态的特性，动态指的是，能够在运行时，动态的创建类和对象，进行消息传递和转发。
runtime其实就是将编译期间的决策推迟到运行时再决定，只有在程序运行时，才去检查对象的类型和方法的实现，利用这一特性能够在程序运行时，改变对象的类型和方法的实现。
2、什么是isa指针？有什么作用？
isa是对象中，用来指向它的类的指针，通过isa可以访问这个类的所有父类。
从runtime源码可以了解到，objc_object 和 objc_class两个结构体：
objc_object 代表一个实例变量，objc_class代表一个类，两个结构体中同样都有一个isa指针，但是指向不同。
objc_object指向它的类，也就objc_class
objc_class指向元类（每个类，都有一个元类，用来存放类的类方法列表）
objc_object实例变量，通过isa指针从objc_class中寻找实例变量，实例方法，和协议。如果没有找到，通过super_class指针，到父类中寻找，直到根类为止。
任何NSObject子类的元类都使用NSObject的元类作为自己的所属类，而基类的元类中的isa指针指向它自己，这样就行程一个完美的闭环。
总结：OC中，isa指针是用来维护对象和类之间的关系，并确保对象和类能够通过isa指针找对对应的变量、方法和协议。
3、NSString *obj = [[NSData alloc] init]; 编译时和运行时obj分别是什么类型？
编译时obj为NSString类型，运行时为NSData类型。
4、runtime如何实现weak变量的自动置为nil功能？
runtime在注册和初始化一个类时，当一个属性被修饰为weak时，会将weak变量指向的地址作为value放入一张Hash表中，将weak变量的得知作为key。这样形成一个key-value的键值对，当引用计数变为0的时候，系统通过key-value查找指向weak变量的地址，将变量赋值为nil。
5、能否向编译后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？
不能向编译后的勒种增加实例变量，
但可以想运行时创建的类中添加实例变量。
//创建类
Class myClass = objc_allocateClassPair([NSObject class], "myClass", 0);
//添加属性
class_addIvar(myClass, "_name", sizeof(NSString *), log2(sizeof(NSString *)), @encode(NSString *));
class_addIvar(myClass, "_age", sizeof(NSInteger), log2(sizeof(NSInteger)), @encode(NSInteger));
//注册类
objc_registerClassPair(myClass);
id object = [[myClass alloc] init];
[object setValue:@"Eric" forKey:@"name"];
[object setValue:@33 forKey:@"age"];
//当类的实例还存在的话，不可以调用objc_disposeClassPair（）
object = nil;
//销毁
objc_disposeClassPair(myClass);
6、简述OC中像一个对象发送消息的整个过程？
消息发送需要对runtime源码有所了解，对OC的对象布局模型有所了解，例如objc_class，objc_object、class_data_bits_t、class_rw_t、class_ro_t等结构体模型。
通过一段程序来进一步说明：
@interface Demo : NSObject
- (void)test;
@end
@implementation Demo
- (void)test{
NSLog(@"Demo test");
}
@end
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
Demo *demo = [[Demo alloc] init];
[demo test];
}
return 0;
}
先给出test方法调用的大致流程：
（1）demo对象通过isa找到它的类对象
（2）在类对象的缓存方法列表中寻找test方法
（3）如果缓存中没有，就到当前类的方法列表中寻找
（4）如果方法列表中没有，就通过superclass到父类的方法列表中寻找
（5）如果父类方法类别也没有，那么就动态解析（Method Resolution）
（6）如果消息解析后还没找到，那么就消息转发（Method Forwarding）
（7）如果还是没找到，程序就崩溃，如果2~6步骤中有一个找到，则返回对应的函数实现（IMP）
在调用test方法中，非常重要的一步是objc_msgSend()，因为runtime涉及到大量的消息传递，为了提供程序的效率，objc_msgSend函数是由汇编语言实现的。汇编语言比较难懂，我们通过一段C语言的伪代码来了解一下内部实现：
id objc_msgSend(id self,SEL _cmd,...){
Class c = objc_getClass(self);//找到类
IMP imp = cache_lookup(c,_cmd);//在缓存方法列表中查找imp
if(!imp){
imp = class_getMethodImplementation(c, _cmd);//在方法列表中查找imp
}
return imp(self,_cmd,...);返回方法实现
}
通过objc_msgSend源码分析，可以发现，24步骤的实现，那么如果24步骤都没有找到IMP，则会进行5，6两个步骤，通常我们认为5，6两个步骤为消息传递的最后两个挽救过程。那么我们了解一下，这两个过程：
（1）动态方法解析
对象在收到无法解读的消息后，将会调用该类的下列类方法：
//加入我们为调用Demo 的eat方法，但是eat方法没有实现，在IMP没有找到的情况下，会调用下面的方法，
//这时候需要我们手动在这里做处理,这样Demo类就可以成功调用eat方法，而不崩溃。
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
Person *p = [[Person alloc] init];
[p eat];
return YES;
}
+ (BOOL)resolveClassMethod:(SEL)sel{
NSString *Str = NSStringFormSelector(sel);
if([Str isEqualToString:@"eat"]){
IMP imp = method_getImplementtation(class_getInstanceMethod(self,@selector(breakfast)));
class_addMethod(self,@selector(eat),imp,"");
}
retun [super resolveInstanceMethod:sel];
}
- (void)breakfast{
NSlog(@"吃早餐");
}
这样通过动态解析，避免了调用崩溃，从而实现了响应的方法。
（2）消息转发
消息转发分为两步：一个是Fast Forwarding，一个是Nomal Forwarding
如果在动态解析没有成功处理消息，那么runtime会调用如下方法：
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector{
}
如果Fast Forwarding也没有成功处理，这里唯一能做的就是启用完整的消息转发机制，在使用forwardInvocation方法前，需要先实现methodSignatureForSelector方法，那么runtime会调用如下方法：
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector{
}
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation{
}
总结：默认情况下，NSObject的forwardingInvocation方法只是简单调用doesNotRecognizeSelector方法，不会转发任何消息。从某种意义上讲，forwardingInvocation类似一个通知中心，可以将所有未知消息都派发出去。
通过上面层层分析：最后总结一下消息传递的整个流程
（1）通过对象的isa指针，找到对象所属的类
（2）在类的缓存方法列表中，查找对应IMP
（3）如果没有找到，在类的方法列表中查找IMP
（4）如过没有找到，通过superclass在父类的缓存方法列表中查找IMP
（5）如果没有找到，在父类的方法列表中查找IMP，通过继承关系，直到根类
（6）如果没有找到，则进行动态解析，调用该类的对应方法进行补救
（7）解析不成功的话，则进行消息转发，分为两步进行补救
（8）如果都失败了，则抛出unrecognizerd selector异常，程序崩溃
（9）如果2~7步骤任何一个找到，则返回IMP
二、内存管理
1、ARC环境下，Autorelease对象什么时候释放？
在不同的@autoreleasepool中，对象的释放时机不同，在iOS中分为两种情况：
（1）如果在iOS工程中不手动添加@autoreleasepool，所有对象由main函数中的@autorelease管理，那么在一个runloop循环结束后，会清理自动释放池中的对象。
（2）如果在iOS工程中手动添加了@autoreleasepool，并在其中创建了对象，那么当对象出了这个@autorelease作用域时会释放。
不管哪种情况，都是通过push操作将对象存入对象，pop操作释放对象。
2、ARC环境下，需不需要手动添加@autoreleasepool？
在ARC环境下，main函数的@autoreleasepool处理了所有自动释放对象，编译器处理所有release对象。一般情况下，不需要手动添加自动释放池。但是在一些特殊情况下，需要我们手动添加。比如：
使用@autoreleasepool来避免内存使用峰值太高的情况。如果你编写的循环中创建了大量的临时对象，使用@autoreleasepool。
3、简述runloop的基本概念和实现原理？
这个有点复杂，慢慢写吧。
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