2024 iOS面试知识汇总

说在前面：
许久没更新，最近整理就文件的时候，突然翻到两年前换工作时整理的思维导图，包含了原理八股文，网络，算法，以及架构，重构解决方案等，基本上面试必问的一些项目以及原理都包含在内了。当然了这里整理的很多内容都只是帮助当时的我回忆知识脉络，并没有深入说明，还需要读者自己去查阅资料深入理解。希望能也帮助到最近准备换工作的小伙伴梳理汇总知识点。思维导图高清原图下载地址
欢迎关注一下我的 Github: https://github.com/CYXiang
后续会更新一些AI、Flutter等相关文章。

思维导图梳理

iOS原生相关

Objective-C 底层原理

• OC对象

  • NSObject本质

    • NSObject底层是结构体，有一个 Class isa 指针
    • 创建一个NSObject对象系统分配16字节（至少16），只使用了8字节（用于存放isa)，objc源码

  • 复杂对象本质

    • 包含父类成员结构+子类成员属性

      • 内存对齐，结构体的大小必须使最大成员变量的倍数

  • 属性和方法

    • 实例对象存放成员变量，不存放方法（存一份在类对象就够了）

  • 内存分配注意点

    • 内存分配方式内存对齐、桶、堆内存、16的倍数。目的是内存优化（gnu 内存对齐）<sizeof(a) 是个运算符，编译就确定了，不是函数>

  • 对象分类三类

    • instance 实例对象

      • isa指针、成员变量值

    • class 类对象

      • isa指针、superclass指针、类的属性信息（@property）、类的对象方法信息（instance method）、类的协议信息（protocol）、类的成员变量信息（ivar）

    • meta-class 元类对象

      • object_getclass([NSObject class]);
      • 与class类对象结构体一样
      • isa指针、superclass指针、类的类方法信息（class method）

  • isa指向哪里？

    • instance的isa指向class、class的isa指向meta-class、meta-class的isa指向基类的meta-class
    • 调用对象方法轨迹：isa找到class，方法不存在，就通过superclass找父类的方法，再不存在就找基类..

  • superclass指向哪里？

    • class的superclass指向父类的class（如果没有父类，superclass指针为null）、meta-class的superclass指向父类的meta-class（基类的meta-class的superclass指向基类的class）
    • 调用类方法轨迹：isa找meta-class，方法不存在，就通过superclass找父类

  • OC的类信息存放在哪里？

    • 对象方法、属性、成员变量、协议信息，存放在class对象中
    • 类方法，存放在meta-class对象中
    • 成员变量的具体值存放在instance对象中

• KVO

  • 本质是什么？

    • 利用Runtime动态生成一个子类，让instance对象的isa指向这个子类NSKVONotifying_XXX
    • 当修改instance对象的属性时，会调用Foundation的_NSSetXXXValueAndNotify函数
    • _NSSetXXXValueAndNotify函数内部触发监听器的监听方法

  • 如何手动触发KVO？

    • 手动调用willChangeValueForKey: 和 didChangeValueForKey:

• KVC

  • 1、KVC赋值会触发KVO吗？

    • 会！

  • 赋值原理

    • 赋值顺序：①-(void)setKey; ②-(void)_setKey; 查看accessInstanceVariablesDirectly> ③_key; ④_isKey; ⑤key; ⑥isKey

  • 取值原理

    • 取值顺序：① getKey、key、 isKey、_key方法 ②查看accessInstanceVariablesDirectly ③按照
      _key、_isKey、key、isKey顺序查找成员变量

• Cateogry

  • 通过runtime动态将分类合并到类/元类对象中

  • 实现原理

    • 1、通过Runtime加载某个类所有的Category数据
    • 2、把所有Category的方法、属性、协议数据，合并到一个大数组中（后面参与编译的Category数据，会在数组的前面）
    • 3、将合并后的分类数据（方法、属性、协议），插入到类原来的数据前面

  • Category与Class Extension的区别？

    • Class Extension在编译时数据就包含在类信息中
    • Category是在运行时才会将数据合并到类信息中

  • +load方法

    • 在runtime加载类、分类时调用，在程序运行过程中只调用一次

    • 调用顺序

      • 1、先调用类的+load。（按照编译先后顺序调用，先编译先调用。调用子类的+load之前会先调用父类的+load）
      • 2、在调用分类的+load。（按照编译先后顺序调用，先编译先调用）

  • +initialize方法

    • +initialize方法会在类第一次接收到消息时调用

    • 调用顺序

      • 先调用父类的+initialize，再调用子类的+initialize（先初始化父类，再初始化子类，每个类只会初始化一次）

• 关联对象

  • 原理

    • 1、关联对象并不是存储在关联对象本身内存中
    • 2、关联对象存储在全局统一的一个AssociationManage中
    • 3、设置关联对象为null，就是移除关联对象

• block

  • 原理/本质

    • 本质是OC对象，内部也有个isa指针
    • 封装了函数调用以及函数调用环境的OC对象

  • block的类型（三种，内存存储区域不同）

    • NSGlobalBlock

      • 数据区域Data区（与全局变量一起）

    • NSStackBlock

      • 栈（需要手动销毁）

    • NSMallocBlock

      • 堆（自动销毁）

  • block的变量捕获（capture）

    • 为了保证block内部能够正常访问外部变量，有个变量捕获机制

      • 局部变量（捕获！）

        • auto类型（自动变量，离开作用域就销毁）：值传递
        • static类型（还能访问内存）：指针传递

      • 全局变量（不捕获！）

        • 直接访问

  • __block修饰符

    • 用于解决修改block内部无法修改auto变量值的问题（不能修饰全局变量、静态变量 static）

      • 编译器会把__block变量包装成一个对象

  • __block内存管理

    • 1、当block在栈上时，并不会对__block变量产生强引用

    • 2、当block被copy到堆时

      • 会调用block内部的copy函数
      • copy函数内部会调用_Block_object_assign函数
      • _Block_object_assign函数会对__block变量形成强引用（retain）

  • block循环引用问题？

• Runtime

  • objc_msgSend执行流程三大阶段

    • 1、消息发送

      • 先找自身缓存，自身缓存找不到找父类方法缓存找，找不到在父类方法列表查找，以此类推，找到就缓存到自身缓存中。找不到进入阶段2 ↓

    • 2、动态方法解析

      • ①调用+resolvenInstanceMethod: 或者+resolvenClassMethod: 方法来动态解析 ，进行动态添加方法
      • ②标记为已经动态解析 YES
      • ③回到阶段1、消息发送，因为已经动态加了方法且已标记为YES（如果没有添加，进入阶段3）

    • 3、消息转发

      • ①调用(id)forwordingTargetForSelector:(SEL)aSelector 返回转发对象，（返回nil就走下一步）

      • ②-返回方法签名（返回nil就报错，不为空就→）

        • 不为空调用 -(void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation

• RunLoop

  • 三种模式

    • NSDefalultRunLoopMode

    • UITrackingRunLoopMode

    • NSRunLoopCommonMode

      • 并不是一个真的模式

  • 运行逻辑

    • 1、通知Observers：进入Loop；通知Observers：即将处理Timers；通知Observers: 即将处理Sources
    • 2、处理Block；处理Source0（可能再次处理Block）
    • 3、如果存在Source1，跳转到5
    • 4、通知Observers，开始休眠（等待消息唤醒）
    • 5、通知Observers，结束休眠(被某个消息唤醒）①处理Timer ②处理GCD ③处理Source1
    • 6、根据前面的执行结果决定如何操作

  • NSTimer失效问题

    • NSTimer在默认模式下，切换到NSRunLoopCommonMode

  • 线程保活

    • 1、添加Source; addPort:[[NSPort alloc]init] forMode:NSDefaultRunLoopMode]
    • 2、加while(weakSelf&&!weakSelf.isStopped) 循环, 执行currentRunLoop runMode:beforeDate:

  • 利用RunLoop监控卡顿

    • 怎么才算卡顿？

      • 1、进入睡眠前方法执行时间过长而导致无法进入睡眠
      • 2、线程唤醒后接收消息时间过长尔无法进入下一步

    • 如何监控卡顿？

      • 关注两个阶段（进入睡眠之前和唤醒之后的两个loop状态定义的值）

        • 1、kCFRunLoopBeforeSources

          • 触发Source0回调

        • 2、kCFRunLoopAfterWaiting

          • 接收mach_port消息

    • 如何监听

      • 1、创建一个CFRunLoopObserverContext观察者
      • 2、将观察者添加到主线程RunLoop的Common模式下观察。
      • 3、再创建一个持续的子线程专门用来监控主线程的RunLoop状态
      • 4、一旦发现进入睡眠前的kCFRunLoopBeforeSource状态或唤醒后的kCFRunLoopAfterWaiting，在设置的时间阈值内一直没有变化，即可判断为卡顿，再dump出堆栈信息

• 多线程

  • pthread

  • NSThread

  • GCD

    • 同步 sync

      • 没有开启线程，串行执行任务

    • 异步 async

      • 并且是并发队列，才会开启新线程并发执行任务

    • Semaphore信号量

      • 控制最大并发数量，也可用来线程同步（把信号量设 1 ）

  • 死锁

    • ①使用sync函数
    • ②往当前串行队列中添加任务

  • 队列组

  • NSOperation

    • 封装GCD

  • iOS线程同步方案（加锁、GCD串行队列）

    • OSSpinLock 自旋锁

      • （不安全了不建议使用，优先反转问题）

    • os_unfair_lock

      • OSSpinLock的替代方案

    • pthread_mutex

      • pthread_mutex_signal 激活一个等待该条件的线程

    • dispatch_semphore

      • 信号量

    • dispatch_queue(DISPATCH_QUEUE_SERIAL)

      • GCD串行队列

    • pthread_mutex 的OC封装

      • NSLock

      • NSRecursiveLock

        • 递归锁，保证能够递归调用

      • NSCondition

      • NSConditionLock

        • 带条件的lock（生产者消费者模式）

    • @synchronized

      • 性能最差

  • 读写安全方案

    • 1、多读单写（异步读，同步写），用于文件数据读写操作

      • pthread_rwlock 读写锁

        • 互斥锁，等待锁的过程会进入休眠

      • dispatch_barrier_async 异步栅栏调用

        • 传入的并发队列必须是dispatch_queue_create创建的（不是就没效果）
        • 如果传入的是一个串行或全局并发队列，那这个函数等同于dispatch_async效果

• 内存管理

  • 定时器

    • GCD是最准确的，与RunLoop无关

  • 内存布局

    • 保留内存

    • 代码段（__TEXT）

      • 编译后的代码

    • 数据段（__DATA）

      • 字符串常量
      • 已初始化数据
      • 未初始化数据

    • 堆（heap）

      • 通过alloc、malloc、calloc等动态分配的空间

    • 栈（stack）

      • 函数调用开销，局部变量的开销

    • 内核区

  • Tagged Pointer

  • MRC

  • copy

  • weak 原理

    • 将弱引用存入到哈希表内，当对象销毁时就从表中取出弱引用并清除 (运行时操作)

  • ARC 原理

    • 利用LLVM+Runtime，LLVM自动生成插入retain，release代码

  • autoRelease

UI层基本原理

• 事件传递机制

  • 当一个事件发生后，事件会从父控件传给子控件，也就是说由UIApplication -> UIWindow -> UIView -> initial view,以上就是事件的传递，也就是寻找最合适的view的过程
  • 事件的传递是从上到下（父控件到子控件），事件的响应是从下到上（顺着响应者链条向上传递：子控件到父控件
  • 拦截事件 hitTest:withEvent:

• UI绘制原理

  • 在layer内部会创建一个backing store，我们可以理解为CGContextRef上下文。

  • 判断layer是否有delegate:

    • 如果有delegate，则会执行[layer.delegate drawLayer:inContext]（这个方法的执行是在系统内部执行的），然后在这个方法中会调用view的drawRect:方法，也就是我们重写view的drawRect:方法才会被调用到。
    • 如果没有delegate，会调用layer的drawInContext方法，也就是我们可以重写的layer的该方法，此刻会被调用到。

  • 最后都由CALayer把绘制完的backing store（可以理解为位图）提交给GPU。

• 异步绘制原理

  • [UIView setNeedsDisplay]方法的时候，不会立马发送对应视图的绘制工作

    • 调用[UIView setNeedsDisplay]后
    • 然后会调用系统的同名方法[view.layer setNeedsDisplay]方法并在当前view上面打上一个脏标记
    • 当前Runloop将要结束的时候才会调用[CALyer display]方法，然后进入到视图真正的绘制工作当中

  • 是否知道异步绘制？如何进行异步绘制？

    • 基于系统开的口子[layer.delegate dispayLayer:]方法
    • 并且实现/遵从了dispayLayer这个方法，我们就可以进行异步绘制

• 离屏渲染

  • 触发离屏渲染的场景

    • 采用了光栅化的 layer (layer.shouldRasterize)
    • 使用了 mask 的 layer (layer.mask)
    • 需要进行裁剪的 layer
    • 设置了组透明度为 YES，并且透明度不为 1 的layer
    • 高斯模糊
    • 添加了投影的 layer (layer.shadow*)
    • 绘制了文字的 layer (UILabel, CATextLayer, Core Text 等

  • 使用Instruments的不同工具来测试性能

LLDB

• 动态调试

  • 子主题 1

Clang + LLVM

• Clang编译步骤

  • 1、预处理

    • 头文件替换，宏替换，预编译指令替换

  • 2、词法分析

    • 输出token流

  • 3、语法分析

    • 生成AST抽象语法树

  • 4、CodeGen

    • CodeGen 负责将语法树丛顶至下遍历，翻译成LLVM IR

    • 生成中间代码IR，与RunTime桥接

      • ARC：分析对象引用关系，将objc_storeStrong/objc_storeWeak等ARC代码插入
      • 根据修饰符strong/weak/copy/atomic合成@property 自动实现的 setter/getter

• LLVM后端

  • 优化 IR
  • LLVM BitCode字节码

• 如何使用Clang做静态分析

  • OCLint

    • 基本覆盖了具有通用性的规则，主要包括语法上的基础规则、Cocoa 库相关规则、一些约定俗成的规则、各种空语句检查、是否按新语法改写的检查、命名上长变量名短变量名检查、无用的语句变量和参数的检查

  • Clang 静态分析器

    • scan-build 是用来运行分析器的命令行工具

  • Infer（Facebook 开源的、使用 OCaml 语言编写）

    • 空指针访问
    • 资源泄露
    • 内存泄露

iOS签名机制

• 保证安装到用户手机上的APP都是经过Apple官方允许的
• 生成CertificateSigningRequest.certSigningRequest文件

iOS安全

• 代码混淆

  • 源码的混淆

    • 类名
    • 方法名
    • 协议名

• 字符串加密

越狱相关

• 越狱检测

Swift

性能优化

CPU与GPU

• CPU

  • 对象的创建销毁、对象属性的调整、布局计算、文本计算和排版、图片的格式转换和解码、图像的绘制（Core Graphics）

• GPU

  • 纹理的渲染、

启动优化

• 启动速度监控

  • 1、定时抓取主线程上方法调用堆栈，计算一段时间里各个方法的耗时（Xcode 工具套件里自带的 Time Profiler ，采用的就是这种方式）

  • 2、对objc_msgSend方法进行hook

    • 原理解释
    • 如何使用

• 方案与实践

  • iOS冷启动阶段思路

    • System Interface

      加载主二进制、启动dyld、加载动态库以及libSystem初始化

      • 避免链接不使用的框架
      • 减少动态库的加载
      • 减少OC类，分类等

    • runtime Init

      执行 +load和staic initializer初始化函数等

      • 避免在+load里操作
      • 延迟加载+load
      • 减少staic initializer（C++ 静态全局变量）

    • UIKit init

    • Application init

      实例化UI Application 和 UI Application Delegate、处理生命周期回调、首帧渲染直到首页渲染完成

      • 减少或延迟各种SDK的初始化

    • initial Frame Render

      • 减少视图层级和视图数量
      • 懒加载View
      • 变AutoLayout为手动frame布局等

    • Extended

      • 去掉viewDidLoad和viewWillAppear中不必要的逻辑，少做事不做事

  • 方案

    • 低成本高收益方案

      • 生命周期延迟
      • +load治理
      • 动态库下线
      • 二进制重排
      • 首页预加载

    • 深入优化方案

      • 动态库懒加载
      • staic initlializer治理
      • 编译期写入I/O
      • 任务编排

• 流程规范与监控

  • 规范

    • 1、新增或修改任务要有足够的理由，必须经过严格的code review
    • 2、首页渲染完成前不允许监听生命周期
    • 3、不允许新增+load耗时方法
    • 4、不允许新增C++ initialize
    • 5、新增动态库必须经过评估
    • 6、任务项相对上个版本有5ms以上的增长时，必须进行修改

  • 监控

卡顿排查与解决

• UI界面卡顿优化（滑动掉帧等）

  • 尽量减少CPU GPU资源消耗

• 崩溃类型的卡顿排查（线程卡顿）

耗电排查与解决

• 1、如何获取电量

  • （1）引入 IOPowerSources.h、IOPSKeys.h 和 IOKit
  • （2）把 batteryMonitoringEnabled 置为 true

• 2、如何诊断电量问题

  • （1）通过 task_threads 函数，获取所有的线程信息数组 threads以及线程总数 threadCount
  • （2）thread_basic_info 里有一个记录 CPU 使用百分比的字段 cpu_usage
  • （3）遍历所有线程，去查看是哪个线程的 CPU 使用百分比过高。（某个线程的 CPU 使用率长时间都比较高，可能有问题）

• 3、如何优化电量

  • （1）避免让 CPU 做多余的事情。对于大量数据的复杂计算，应该把数据传到服务器去处理

    必须要在 App 内处理复杂数据计算，可以通过 GCD 的 dispatch_block_create_with_qos_class 方法指定队列的 Qos 为 QOS_CLASS_UTILITY，将计算工作放到这个队列的 block 里。在 QOS_CLASS_UTILITY 这种 Qos 模式下，系统针对大量数据的计算，以及复杂数据处理专门做了电量优化。

  • （2）I/O 操作也是耗电大户，优化I/O操作

    业内的普遍做法是，将碎片化的数据磁盘存储操作延后，先在内存中聚合，然后再进行磁盘存储。碎片化的数据进行聚合，在内存中进行存储的机制，可以使用系统自带的 NSCache 来完成。

    NSCache 是线程安全的，NSCache 会在到达预设缓存空间值时清理缓存，这时会触发 cache:willEvictObject: 方法的回调，在这个回调里就可以对数据进行 I/O 操作，达到将聚合的数据 I/O 延后的目的。I/O 操作的次数减少了，对电量的消耗也就减少了

  • （3）苹果维护了一个电量优化指南“Energy Efficiency Guide for iOS Apps”

包瘦身

• 官方 App Thinning

• 图片资源优化

  • 无用图片移除，图片压缩

    • LSUnusedResources

  • TinyPng或者ImageOptim、转webp

• 代码瘦身

  • 删除无用功能代码（A/B测试结果删除）

  • 源代码瘦身

    • LinkMap 结合 Mach-O 找无用代码

      • AppCode（人工二次确认）

    • 运行时检查类是否真正被使用过

      • 通过isInitialized，判断一个类是否初始化过

  • 重复代码删除（Clang插件）

• 可执行文件瘦身

  • 编译器优化

架构设计

组件化

• 协议式

  • 协议式架构设计主要采用的是协议式编程的思路

    • 在编译层面使用协议定义规范，实现可在不同地方，从而达到分布管理和维护组件的目的

  • 缺陷

    • 协议式编程缺少统一调度层，导致难于集中管理
    • 协议式编程接口定义模式过于规范，从而使得架构的灵活性不够高。当需要引入一个新的设计模式来开发时，我们就会发现很难融入到当前架构中，缺乏架构的统一性。

• 中间者

  • 优势

    • 拆分的组件都会依赖于中间者，但是组间之间就不存在相互依赖的关系
    • 其他组件都会依赖于这个中间者，相互间的通信都会通过中间者统一调度
    • 在中间者上也能够轻松添加新的设计模式，从而使得架构更容易扩展
    • 中间者架构的易管控带来的架构更稳固，易扩展带来的灵活性

  • 实现方案

    • CTMediator

      • CTMediator 本质就是一个方法，用来接收 target、action、params，对于调用者来说十分不友好

        • 通过响应者给 CTMediator 做的 category 或者 extension 发起调用
        • category 或 extension 以函数声明的方式，解决了参数的问题
        • 不会直接依赖 CTMediator 去发起调用，而是直接依赖 category Pod 去发起调用

      • 解耦的精髓在于业务逻辑能够独立出来，并不是形式上的解除编译上的耦合（编译上解除耦合只能算是解耦的一种手段而已）。更多的还是需要在功能逻辑和组件划分上做到同层级解耦，上下层依赖清晰

    • URLRoutor

      • 缺陷

        • 本地间调用无法传递非常规参数，复杂参数的传递方式非常丑陋
        • 必须要在app启动时注册URL响应者
        • 新增组件化的调用路径时，蘑菇街的操作相对复杂

MVC

MVVM

• 双向绑定（RAC，RSSwift）

设计模式

系统化思维

五大设计原则

• 单一功能原则：对象功能要单一，不要在一个对象里添加很多功能
• 开闭原则：扩展是开放的，修改是封闭的
• 里氏替换原则：子类对象是可以替代基类对象的
• 接口隔离原则：接口的用途要单一，不要在一个接口上根据不同入参实现多个功能
• 依赖反转原则：方法应该依赖抽象，不要依赖实例。iOS 开发就是高层业务方法依赖于协议

23种设计模式实现原理

• 子主题 1

网络协议相关

IP层

TCP/UDP

• TCP

  • TCP是一个传输层协议，提供端到端(Host-To-Host) 数据的可靠传输
  • 支持全双工，是一个连接导向的协议（面向连接的）

• UDP

  • 目标是在传输层提供直接发送报文（Datagram）的能力

HTTP/HTTPS

• 为什么可以相信一个 HTTPS 网站？

  • 当用户用浏览器打开一个 HTTPS 网站时，会到目标网站下载目标网站的证书
  • 浏览器会去验证证书上的签名，一直验证到根证书，如果根证书被预装，那么就会信任这个网站

DNS

Socket

• Socket 是一种编程的模型

  • 客户端将数据发送给在客户端侧的Socket 对象，然后客户端侧的 Socket 对象将数据发送给服务端侧的 Socket 对象
  • Socket 对象负责提供通信能力，并处理底层的 TCP 连接/UDP 连接
  • 对服务端而言，每一个客户端接入，就会形成一个和客户端对应的 Socket 对象，如果服务器要读取客户端发送的信息，或者向客户端发送信息，就需要通过这个客户端 Socket 对象

• Socket 还是一种双向管道文件

  • 操作系统将客户端传来的数据写入这个管道，也将线程写入管道的数据发送到客户端

算法

数组&链表

堆栈&队列

• 面试题：【判断字符串括号是否合法】

• 单调栈

  • 递增栈

    • 小数消除大数

  • 递减栈

    • 大数消除小数

• 优先队列

  • 正常进，安装优先级出
  • 实现机制：1、Heap(堆)(Binary、Binomial、Fiboncci)

哈希表

• Map/Set

  • 【有效的字母异位词】
  • 【两数之和】
  • 【三数之和】

树

• 二叉树

  • 反转二叉树

    • 遍历二叉树

• 二叉搜索树

• 字典树

递归&分治

动态规划

• 贪心算法
• 买卖股票
• 背包问题

LRU Cache

Bloom Filter（布隆过滤器）

斐波那契数列

Flutter

底层基本实现

Bloc与响应式

容器化&配置化

组件化

性能优化与实践

安全与密码学

单向散列函数（哈希函数）

• SHA-1、MD5（已不安全）
• SHA-256、SHA-384、SHA-512（目前流行）

加密算法

• 对称加密

  • 序列算法（优先使用）

    • ChaCha20、AES-256、AES-128

  • 分组算法

• 非对称加密

亮点与疑难解决

动态化

容器化

配置化

持续集成

fastlane

RunTime无埋点方案

产品主要想知道：页面进入次数、页面停留时间、点击事件的埋点（用来计算曝光率、转化率）

运行时方法替换方式进行埋点（AOP）

• 写一个运行时方法替换的类 SMHook
• 利用运行时接口将方法的实现进行了交换，原方法调用时就会被 hook 住，从而去执行指定的方法
• 每个 UIViewController 生命周期到了 ViewWillAppear 时都会去执行 insertToViewWillAppear 方法

事件唯一标识区分不同埋点

• NSStringFromClass([self class]) 方法来取类名，区别不同的 UIViewController
• action 选择器名 NSStringFromSelector(action)” +“视图类名 NSStringFromClass([target class])”组合成一个唯一的标识
• 通过视图的 superview 和 subviews 的属性，我们就能够还原出每个页面的视图树
• 复用机制 UITableViewCell 用 indexPath

RunLoop运行步骤

1、通知 observers：RunLoop 要开始进入 loop 了。紧接着就进入 loop

2、开启一个 do while 来保活线程。通知 Observers：RunLoop 会触发 Timer 回调、Source0 回调，接着执行加入的 block

通知 Observers：RunLoop 的线程将进入休眠（sleep）状态

4、进入休眠后，会等待 mach_port 的消息，以再次唤醒

5、唤醒时通知 Observer：RunLoop 的线程刚刚被唤醒了

6、RunLoop 被唤醒后就要开始处理消息了

启动优化方案

main() 函数执行前

• 加载可执行文件（App 的.o 文件的集合）
• 加载动态链接库，进行 rebase 指针调整和 bind 符号绑定
• Objc 运行时的初始处理，包括 Objc 相关类的注册、category 注册、selector 唯一性检查等
• 初始化，包括了执行 +load() 方法、attribute((constructor)) 修饰的函数的调用、创建 C++ 静态全局变量

main() 函数执行后（appDelegate 的 didFinishLaunchingWithOptions 方法里首屏渲染相关方法执行完成）

• 首屏初始化所需配置文件的读写操作
• 首屏列表大数据的读取
• 首屏渲染的大量计算等

首屏渲染完成后（加载时长）

• 减少视图层级和视图数量
• 懒加载View
• 变AutoLayout为手动frame布局等
• 预加载（缓存首页，骨架屏等）
• 去掉viewDidLoad和viewWillAppear中不必要的逻辑，少做事不做事

APM系统

启动优化、卡顿监听、崩溃监听、性能监控

GNUStep 源码

LLD链接器

链接器最主要的作用，就是将符号绑定到地址上

使用 dyld 加载动态库

调用 +load 方法是通过 runtime 库处理的

Injection for Xcode 动态调试

• 1、Injection 会监听源代码文件的变化
• 2、如果文件被改动了，Injection Server 就会执行 rebuildClass 重新进行编译、打包成动态库，也就是 .dylib 文件
• 3、编译、打包成动态库后使用 writeSting 方法通过 Socket 通知运行的 App

更安全的方法交换库 Aspects

通过 Runtime 消息转发机制来实现方法交换的库

它将所有的方法调用都指到 _objc_msgForward 函数调用上

按照自己的方式实现了消息转发，自己处理参数列表，处理返回值

最后通过 NSInvocation 调用来实现方法交换

事件总线技术 Promise

PromiseKit

通过简单、清晰、规范的 Promise 接口将异步的数据获取、业务逻辑、界面串起来，对于日后的维护或重构都会容易很多

Source0与Source1

Source0

• 不能主动触发事件
• 使用时，你需要先调用CFRunLoopSourceSignal，将这个Source标记为待处理，然后手动调用CFRunLoopWakeUp来唤醒RunLoop，让其处理这个事件

Source1

• 主动触发事件。其中它有一个mach_port_t

TCP 最核心的价值是提供了可靠性，而 UDP 最核心的价值是灵活

HTTP 协议 1.1 和 2.0 都基于 TCP，而到了 HTTP 3.0 就开始用 UDP

TCP与UDP区别

目的差异

• TCP 协议的核心目标是提供可靠的网络传输
• UDP 的目标是在提供报文交换能力基础上尽可能地简化协议轻装上阵

可靠性差异

• TCP 核心是要在保证可靠性提供更好的服务。TCP 会有握手的过程，需要建立连接
• UDP 并不具备以上这些特性，它只管发送数据封包，而且 UDP 不需要 ACK

连接 vs 无连接

• TCP 是一个面向连接的协议，传输数据必须先建立连接
• UDP 是一个无连接协议，数据随时都可以发送，只提供发送封包（Datagram）的能力

传输速度

• UDP 协议简化，封包小，没有连接、可靠性检查等，因此单纯从传输速度上讲，UDP 更快

场景差异

• TCP 场景

  • 远程控制（SSH）

File Transfer Protocol（FTP）

邮件（SMTP、IMAP）等

点对点文件传出（微信等）

• UDP 场景

  • 网络游戏

音视频传输

DNS

Ping

直播

APP如何加载？

iOS系统架构

• 用户体验层，主要是提供用户界面。这一层包含了 SpringBoard、Spotlight、Accessibility
• 第二层是应用框架层，是开发者会用到的。这一层包含了开发框架 Cocoa Touch
• 第三层是核心框架层，是系统核心功能的框架层。这一层包含了各种图形和媒体核心框架、Metal 等
• 第四层是 Darwin 层，是操作系统的核心，属于操作系统的内核态。这一层包含了系统内核 XNU、驱动等

XNU 怎么加载 App？

• iOS 的可执行文件和动态库都是 Mach-O 格式，所以加载 APP 实际上就是加载 Mach-O 文件
• 加载 Mach-O 文件，内核会 fork 进程，并对进程进行一些基本设置，比如为进程分配虚拟内存、为进程创建主线程、代码签名等。用户态 dyld 会对 Mach-O 文件做库加载和符号解析

好架构定义

高可用

高性能

易扩展

在功能逻辑和组件划分上做到同层级解耦，上下层依赖清晰，这样的结构才能够使得上层组件易插拔，下层组件更稳固

组件化架构

1、业务完全解耦，通用功能下沉

组件

2、每个业务都是一个独立的 Git 仓库，每个业务都能够生成一个 Pod 库，最后再集成到一起

组件分层

• 底层可以是与业务无关的基础组件，比如网络和存储等
• 中间层一般是通用的业务组件，比如账号、埋点、支付、购物车等
• 最上层是迭代业务组件，更新频率最高

多团队之间如何分工？

• 基建团队，负责业务无关的基础功能组件和业务相关通用业务组件的开发
• 每个业务都由一个专门的团队来负责开发
• 基建团队人员应该是流动的，从业务团队里来，再回到业务团队中去

监控崩溃与采集

崩溃类型

• 信号可捕获到

  • KVO、数组越界、返回类型不匹配NULL

  • 多线程问题

    • 在子线程中进行 UI 更新可能会发生崩溃。多个线程进行数据的读取操作，因为处理时机不一致，比如有一个线程在置空数据的同时另一个线程在读取这个数据，可能会出现崩溃情况

  • 野指针

    • 指针指向一个已删除的对象访问内存区域时，会出现野指针崩溃

• 信号不可捕获

  • 后台任务超时

    • iOS 后台保活

      • Background Task （3 分钟）

        • 系统提供了 beginBackgroundTaskWithExpirationHandler 方法来延长后台执行时间，可以解决你退后台后还需要一些时间去处理一些任务的诉求

  • 主线程卡顿超阈值

    • 主线程无响应

      • 如果主线程超过系统规定的时间无响应，就会被 Watchdog 杀掉

  • 内存打爆

    • JetSam 机制

      • 操作系统为了控制内存资源过度使用而采用的一种资源管控机制

    • 通过内存警告获取内存限制值

      • didReceiveMemoryWarning

        • 强杀掉 App 之前还有 6 秒钟的时间

    • 定位内存问题信息收集

      • 谁分配的内存？定位到函数

        • 用 fishhook 去 Hook “malloc_logger”函数，分析统计

监控方案

• 第三方的

  • Fabric或Bugly

• 第三方开源自建服务器

  • PLCrashReporter

    • 第三方开源库捕获崩溃日志，然后上传到自己服务器上进行整体监控的

A/B测试方案（SkyLab）

三个部分

• 策略服务，为策略制定者提供策略

  • 决策流程、策略维度

• A/B 测试 SDK，集成在客户端内

  • 客户端SDK：SkyLab

    • 使用的是 MMKV 保存策略

    • SkyLab 对外的调用接口使用的是 Block ，来接收版本 A 和 B 的区别处理。

    • 如何做人群测试桶划分

      • 随机分配方式，将分配结果通过 MMKV 进行持续化存储，确保测试桶的一致性

• 日志系统，负责反馈策略结果供分析人员分析不同策略执行的结果

服务端返回A/B实验

性能监控

线下性能

• Energy Log 就是用来监控耗电量的
• Leaks 就是专门用来监控内存泄露问题的
• Network 就是用来专门检查网络情况
• Time Profiler 就是通过时间采样来分析页面卡顿问题

线上监控（不要侵入到业务代码、采用性能消耗最小的监控方案）

• CPU 使用率的线上监控（App 作为进程运行起来后会有多个线程，每个线程对 CPU 的使用率不同。各个线程对 CPU 使用率的总和，就是当前 App 对 CPU 的使用率）

  • thread_info.h 根据当前 task 获取所有线程
  • 遍历所有线程来获取单个线程的基本信息
  • thread_basic_info 结构体获取CPU 使用率的字段：cpu_usage
  • 累加这个字段就能够获取到当前的整体 CPU 使用率

• FPS 线上监控

  • 通过注册 CADisplayLink 得到屏幕的同步刷新率
  • 记录每次刷新时间，然后就可以得到 FPS

• 内存使用量的线上监控

  • 内存信息存在 task_vm_info
  • 类似于对 CPU 使用率的监控，我们只要从这个结构体里取出 phys_footprint 字段

启动优化监控方案

定时抓取主线程上的方法调用堆栈，计算一段时间里各个方法的耗时（Xcode 工具套件里自带的 Time Profiler ，采用的就是这种方式）

对 objc_msgSend 方法进行 hook 来掌握所有方法的执行耗时

使用RunLoop监控卡顿

原因

• 复杂 UI 、图文混排的绘制量过大
• 在主线程上做网络同步请求
• 在主线程做大量的 IO 操作
• 运算量过大，CPU 持续高占用
• 死锁和主子线程抢锁

RunLoop基本原理

• 用来监听输入源，进行调度处理的。这里的输入源可以是输入设备、网络、周期性或者延迟时间、异步回调
• RunLoop 会接收两种类型的输入源：一种是来自另一个线程或者来自不同应用的异步消息；另一种是来自预订时间或者重复间隔的同步事件
• 当有事件要去处理时保持线程忙，当没有事件要处理时让线程进入休眠