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iOS类的方法调用顺序面试题

iOS类的方法调用顺序面试题

作者: 大橘猪猪侠 | 来源:发表于2020-10-24 16:09 被阅读0次

    类的方法和分类的方法重名,执行的是哪一个方法?

    首先如果重名方法不是Load方法,那么先执行分类方法

    那么如果重名方法是Load方法,那么先执行主类再执行分类方法。

    下面来解释一下,为什么重名方法是Load方法时,它先执行的是主类再执行分类;

    首先我们需要了解,类中方法的加载在objc源码中的load_images方法中;来看看源码实现:!

    iShot2020-10-24 13.59.26.png

    看上图方框中的代码,就是发现方法,而call_load_methods就是调用方法;
    下面去看看prepare_load_methods方法实现:

    iShot2020-10-24 14.00.44.png

    在看到源码实现后,可以清楚的看到_getObjc2NonlazyClassList非懒加载类的加载。然后去看看类加载的实现在方框中的schedule_class_load方法(后面的方法是加载分类的非懒加载方法,其代码与下面主类方法的加载类似):

    iShot2020-10-24 14.06.58.png

    在这个方法中,使用了递归调用,知道cls不存在,就找完了。接下来就是add_class_to_loadable_list方法:

    iShot2020-10-24 14.08.05.png

    此方法的作用就是将所有非懒加载类的方法添加到loadable_classes这张表中;

    至于方法的发现就已经清楚了,首先发现主类方法添加到表中,在add_class_to_loadable_list中有源码实现,然后加载分类方法,同样添加到表中,在add_category_to_loadable_list方法有实现。

    接下来就是对类中方法的加载了,同样的回答load_images方法中的call_load_methods方法:

    iShot2020-10-24 14.15.19.png

    看到这个方法,其实很简单,首先对主类的加载调用,然后对分类方法的加载调用,最后释放内存空间。
    那么方法的加载就已经很清晰了,首先调用call_class_loads加载主类的方法,然后调用call_category_loads加载分类的方法,而所有方法的加载都在load_images方法中。

    这道面试题其实是有关方法的调用顺序的,下面做一个总结:

    普通方法:包括initialize,因为分类方法是在类realize之后attach进去的,插在前面,所以优先调用分类的方法

    注意 : 不是分类覆盖主类哦!!!!

    Load方法:

    1: 主类load
    2: 分类load (分类之间 看编译的顺序)
    

    方法的本质,sel是什么?IMP是什么?两者之间的关系又是什么?

    SEL : 方法编号
    IMP : 函数指针地址

    方法的本质:发送消息, 消息会有以下几个流程

    1:快速查找 (objc_msgSend)~ cache_t 缓存消息
    2:慢速查找~ 递归自己| 父类 ~ lookUpImpOrForward
    3:查找不到消息: 动态方法解析 ~ resolveInstanceMethod
    4:消息快速转发~ forwardingTargetForSelector
    5:消息慢速转发~ methodSignatureForSelector & forwardInvocation

    sel 是方法编号 ~ 在read_images 期间就编译进入了内存
    imp 就是我们函数实现指针 ,找imp 就是找函数的过程
    sel 就相当于书本的目录 tittle
    imp 就是书本的⻚码 查找具体的函数就是想看这本书里面具体篇章的内容
    1:我们首先知道想看什么 ~ tittle (sel)
    2:根据目录对应的⻚码 (imp)
    3:翻到具体的内容

    能否向编译后的得到的类中增加实例变量?能否想运行时创建的类中添加实例变量

    答案:
    1:不能向编译后的得到的类中增加实例变量
    2:只要内没有注册到内存还是可以添加

    原因:我们编译好的实例变量存储的位置在 ro,一旦编译完成,内存结构就完全确定 就无法修改
    可以添加属性 + 方法

    [self class]和[super class]的区别以及原理分析

    下面看一段代码:

    int main(int argc, const char * argv[]) {
        @autoreleasepool {
            // insert code here...
            Teacher *teacher = [[Teacher alloc] init];;
            NSLog(@"%@",teacher);
        }
        return 0;
    }
    
    @implementation Teacher
    - (instancetype)init{
        self = [super init];
        if (self) {
            NSLog(@"%@ - %@",[self class],[super class]);
        }
        return self;
    }
    

    当执行程序,打印的结果都会是Teacher

    那么为什么会是这样一个结果呢?

    首先[self class]我们是可以理解的,他的底层实现是返回object_getClass(self),而object_getClass方法获取的是该类的Isa,那就很好理解了,所以打印的是Teacher

    [super class]就比较难理解了,首先super是一个关键字,而self其实是init方法的隐藏参数。那么现在就需要去了解super是什么东西;

    通过clang转换cpp文件,找到init方法实现:

    static instancetype _I_Teacher_init(Teacher * self, SEL _cmd) {
        self = ((Teacher *(*)(__rw_objc_super *, SEL))(void *)objc_msgSendSuper)((__rw_objc_super){(id)self, (id)class_getSuperclass(objc_getClass("Teacher"))}, sel_registerName("init"));
        if (self) {
            NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_hr_l_56yp8j4y11491njzqx6f880000gn_T_Teacher_d9115f_mi_0,((Class (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)self, sel_registerName("class")),
                  
                  
                  objc_msgSendSuper(
            {(id)self, (id)class_getSuperclass(objc_getClass("Teacher"))},
                                    sel_registerName("class")));
        }
        return self;
    }
    

    可以看到super关键字转换的是class_getSuperclass
    下图是objc_super的结构,他的第一个参数就是receiver,也就是一个消息接收者,而看cpp文件中init实现后,super的第一个参数就是self,那也就可以解释的通了,为什么打印的是Teacher了。

    iShot2020-10-24 14.38.13.png

    结果是对的,但是过程不一定就对了;

    首先我们需要明白,用selfsuper的区别在哪,那就是super少走了一层方法,这个在类和isa的走位图中有详细解释,首先super的调用,让系统节约了在Teacher这一层找方法,而是直接从父类开始找方法。

    super的底层实现并不是class_getSuperclass而是objc_msgSendSuper2,那是如何知道的呢?

    init方法的if判断处打上断点,通过查看汇编的形式去看:

    iShot2020-10-24 14.51.58.png

    可以看到它在之前调用了objc_msgSendSuper2方法,而不是走class_getSuperclass,这就是运行时的处理。而objc_msgSendSuper2的底层实现是用汇编写的,就不详细介绍了。

    面试题,内存平移

    首先看一段代码:

    - (void)viewDidLoad {
        [super viewDidLoad];
        Class cls = [Person class];
        void  *kc = &cls;  // 
        Person *person = [Person alloc];
        [(__bridge id)kc saySomething];
        
        [person saySomething]; 
    
      
    }
    - (void)saySomething{ 
        NSLog(@"%s",__func__);
    }
    

    看上面的代码:kc是指向cls的内存地址,当使用clskc执行saySomething方法,打印的结果都是一样的;

    那么现在修改部分代码:

    NSLog(@"%s - %@",__func__,self.name);
    

    其中namePerson类的一个NSString类型的属性,并没有对name赋值;

    那么执行代码后,结果却不一样了:


    iShot2020-10-24 15.20.36.png

    可以看到使用person调用方法的结果为null,这是什么愿意导致的?

    下面打印一下类的地址信息:

    Class cls = [Person class];
        void  *kc = &cls;  // 
        Person *person = [Person alloc];
    NSLog(@"%p - %p",&person,kc);
    void *sp  = (void *)&self;
        void *end = (void *)&person;
        long count = (sp - end) / 0x8;
    
        for (long i = 0; i<count; i++) {
            void *address = sp - 0x8 * i;
            if ( i == 1) {
                NSLog(@"%p : %s",address, *(char **)address);
            }else{
                NSLog(@"%p : %@",address, *(void **)address);
            }
        }
    
    iShot2020-10-24 15.29.10.png

    上图打印的信息依次为:
    self cmd (id)class_getSuperclass(objc_getClass("Person")) self cls kc person

    这些信息都是改控制器中的内存地址信息,类似于栈的结构一样,先进后出。

    而在kcperson调用方法时,首先由kc调用,打印的是栈顶的第一个元素0x7ffeece44058 : <ViewController: 0x7fe5b5c0af70>,而当person调用方法时,它会先经过平移内存,去找到name,平移8字节,得到的是0x7ffeece44050 : viewDidLoad,而取的值与属性类型不匹配,因此打印的结果为null,那么就很好理解了。

    如果将name类型改为int型,再执行程序会出现问题,因为int是4字节,无法识别读取的内容。

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