iOS基本功将来跳槽用

iOS面试要点之Runtime面试要点

2020-12-19  本文已影响0人  iOS开发面试题技术合集

作者：akon
原文地址：https://xiaozhuanlan.com/topic/6130895427

Runtime原理

Runtime是iOS核心运行机制之一，iOS App加载库、加载类、执行方法调用，全靠Runtime，这一块的知识个人认为是最基础的，基本面试必问。

Runtime消息发送机制

1）iOS调用一个方法时，实际上会调用objc_msgSend(receiver, selector, arg1, arg2, ...)，该方法第一个参数是消息接收者，第二个参数是方法名，剩下的参数是方法参数；
2）iOS调用一个方法时，会先去该类的方法缓存列表里面查找是否有该方法，如果有直接调用，否则走第3）步；
3）去该类的方法列表里面找，找到直接调用，把方法加入缓存列表；否则走第4）步；
4）沿着该类的继承链继续查找，找到直接调用，把方法加入缓存列表；否则消息转发流程；
很多面试者大体知道这个流程，但是有关细节不是特别清楚。

Runtime消息转发机制

如果在消息发送阶段没有找到方法，iOS会走消息转发流程，流程图如下所示：

1）动态消息解析。检查是否重写了resolveInstanceMethod 方法，如果返回YES则可以通过class_addMethod 动态添加方法来处理消息，否则走第2）步；
2）消息target转发。forwardingTargetForSelector 用于指定哪个对象来响应消息。如果返回nil 则走第3）步；
3）消息转发。这步调用 methodSignatureForSelector 进行方法签名，这可以将函数的参数类型和返回值封装。如果返回 nil 执行第四步；否则返回 methodSignature，则进入 forwardInvocation ，在这里可以修改实现方法，修改响应对象等，如果方法调用成功，则结束。否则执行第4）步；
4）报错 unrecognized selector sent to instance。
很多人知道这四步，但是笔者一般会问：

消息缓存机制

/* When _class_slow_grow is non-zero, any given cache is actually grown
 * only on the odd-numbered times it becomes full; on the even-numbered
 * times, it is simply emptied and re-used.  When this flag is zero,
 * caches are grown every time. */
static const int _class_slow_grow = 1;

注释中说明，当_class_slow_grow是非0值的时候，只有当方法缓存第奇数次满（使用的槽位超过3/4）的时候，方法缓存的大小才会增长（会清空缓存，否则hash值就不对了）；当第偶数次满的时候，方法缓存会被清空并重新利用。 如果_class_slow_grow值为0，那么每一次方法缓存满的时候，其大小都会增长。
所以单就问题而言，答案是没有限制，虽然这个值被设置为1，方法缓存的大小增速会慢一点，但是确实是没有上限的。

load与initialize

load与initialize调用时机

+load在main函数之前被Runtime调用，+initialize 方法是在类或它的子类收到第一条消息之前被调用的，这里所指的消息包括实例方法和类方法的调用。

load与initialize在分类、继承链的调用顺序

load方法调用顺序

父类->主类->分类

initialize的调用顺序

+initialize 方法的调用与普通方法的调用是一样的，走的都是消息发送的流程。如果子类没有实现 +initialize 方法，那么继承自父类的实现会被调用；如果一个类的分类实现了 +initialize 方法，那么就会对这个类中的实现造成覆盖。

确保在load和initialize的调用只执行一次

由于initialize可能会调用多次，所以在这两个方法里面做的初始化操作需要保证只初始化一次，用dispatch_once来控制

类别

OC不像C++等高级语言能直接继承多个类，不过OC可以使用类别和协议来实现多继承。

类别加载时机

类别和扩展区别

类别添加属性、方法

@interface TestClass(ak)

@property(nonatomic,copy) NSString *name;

@end

@implementation TestClass (ak)

- (void)setName:(NSString *)name{

    objc_setAssociatedObject(self,  @selector(name), name, OBJC_ASSOCIATION_COPY);
}

- (NSString*)name{
    NSString *nameObject = objc_getAssociatedObject(self,  @selector(name));
    return nameObject;
}

类别同名方法覆盖问题

怎么调用被覆盖掉的方法

category其实并不是完全替换掉原来类的同名方法，只是category在方法列表的前面而已，所以我们只要顺着方法列表找到最后一个对应名字的方法，就可以调用原来类的方法。

Class currentClass = [TestClass class];
TestClass *my = [[TestClass alloc] init];

if (currentClass) {
    unsigned int methodCount;
    Method *methodList = class_copyMethodList(currentClass, &methodCount);
    IMP lastImp = NULL;
    SEL lastSel = NULL;
    for (NSInteger i = 0; i < methodCount; i++) {
        Method method = methodList[i];
        NSString *methodName = [NSString stringWithCString:sel_getName(method_getName(method)) 
                                        encoding:NSUTF8StringEncoding];
        if ([@"printName" isEqualToString:methodName]) {
            lastImp = method_getImplementation(method);
            lastSel = method_getName(method);
        }
    }
    typedef void (*fn)(id,SEL);

    if (lastImp != NULL) {
        fn f = (fn)lastImp;
        f(my, lastSel);
    }
    free(methodList);
}

关于类别更深入的解析可以参见美团的技术文章深入理解Objective-C：Category

协议

定义

iOS中的协议类似于Java、C++中的接口类，协议在OC中可以用来实现多继承和代理。

方法声明

协议中的方法可以声明为@required（要求实现，如果没有实现，会发出警告，但编译不报错）或者@optional（不要求实现，不实现也不会有警告）。如果不声明，默认为@required。
笔者经常会问面试者如下两个问题：
-怎么判断一个类是否实现了某个协议？很多人不知道可以通过conformsToProtocol来判断。
-假如你要求业务方实现一个delegate，你怎么判断业务方有没有实现dalegate的某个方法？很多人不知道可以通过respondsToSelector来判断。

其他

Class的定义

在oc中打开objc.h

typedef struct objc_class *Class;     //Class是指向结构体objc_class的指针

struct objc_class {
    Class _Nonnull isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY; //isa，代表的是该类类对象

#if !__OBJC2__
    Class _Nullable super_class                              OBJC2_UNAVAILABLE; //父类
    const char * _Nonnull name                               OBJC2_UNAVAILABLE; //类名
    long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE; 
    long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
    long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE; //对象大小
    struct objc_ivar_list * _Nullable ivars                  OBJC2_UNAVAILABLE; //成员变量列表
    struct objc_method_list * _Nullable * _Nullable methodLists                    OBJC2_UNAVAILABLE; //实例方法列表
    struct objc_cache * _Nonnull cache                       OBJC2_UNAVAILABLE; //方法缓存列表（是个hash表），用来消息发送时候，快速查找方法
    struct objc_protocol_list * _Nullable protocols          OBJC2_UNAVAILABLE; //类实现协议列表
#endif

} OBJC2_UNAVAILABLE;
/* Use `Class` instead of `struct objc_class *` */

怎么枚举一个类的方法列表？

class_copyMethodList

怎么枚举一个类的属性列表？

class_copyPropertyList

怎么枚举一个类的成员变量列表？

class_copyIvarList

怎么枚举一个类实现的协议列表？

class_copyProtocolList

id和instancetype的区别

Runtime开源代码

runtime是开源的，可以在Apple Github和Apple OpenSource下载来阅读。
参考资料：
Objective-C中的Runtime

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