【面试-1】Runtime Asssociate方法关联的对象,需要在dealloc中释放?
当我们对象释放时,会调用dealloc
- 1、C++函数释放 :
objc_cxxDestruct
- 2、移除关联属性:
_object_remove_assocations
- 3、将弱引用自动设置nil:
weak_clear_no_lock(&table.weak_table, (id)this);
- 4、引用计数处理:
table.refcnts.erase(this)
- 5、销毁对象:
free(obj)
所以,关联对象
不需要我们手动移除,会在对象析构即dealloc
时释放
dealloc 源码
dealloc的源码查找路径为:dealloc
-> _objc_rootDealloc
-> rootDealloc
-> object_dispose
(释放对象)-> objc_destructInstance
-> _object_remove_assocations
-
在objc源码中搜索
imagedealloc
的源码实现
-
进入
image_objc_rootDealloc
源码实现,主要是对对象进行析构
-
进入
imagerootDealloc
源码实现,发现其中有关联属性时设置bool值
,当有这些条件时,需要进入else流程
-
进入
imageobject_dispose
源码实现,主要是销毁实例对象
-
进入
imageobjc_destructInstance
源码实现,在这里有移除关联属性的方法
-
进入
image_object_remove_assocations
源码,关联属性的移除,主要是从全局哈希map中找到相关对象的迭代器,然后将迭代器中关联属性,从头到尾的移除
【面试-2】方法的调用顺序
类的方法 和 分类方法 重名,如果调用,是什么情况?
-
如果同名方法是
普通方法
,包括initialize
-- 先调用分类方法-
因为
分类的方法是在类realize之后 attach进去的
,插在类的方法的前面,所以优先调用分类的方法
(注意:不是分类覆盖主类!!) -
initialize
方法什么时候调用?initialize
方法也是主动调用,即第一次消息时
调用,为了不影响整个load,可以将需要提前加载的数据
写到initialize
中
-
-
如果同名方法是
load
方法 -- 先主类load
,后分类load
(分类之间,看编译的顺序)- 原因:参考iOS-底层原理 18:类的加载(下)文章中的
load_images
原理分析
- 原因:参考iOS-底层原理 18:类的加载(下)文章中的
【面试-3】Runtime是什么?
-
runtime
是由C和C++
汇编实现的一套API
,为OC语言加入了面向对象、以及运行时的功能
-
运行时是指将
数据类型的确定由编译时 推迟到了 运行时
- 举例:extension 和 category 的区别
-
平时编写的OC代码,在程序运行的过程中,其实最终会转换成runtime的C语言代码,
runtime是OC的幕后工作者
1、category 类别、分类
-
专门用来给类添加新的方法
-
不能给类添加成员属性
,添加了成员属性,也无法取到 -
注意:其实
可以通过runtime 给分类添加属性
,即属性关联,重写setter、getter方法 -
分类中用
@property
定义变量,只会生成
变量的setter、getter
方法的声明
,不能生成方法实现 和 带下划线的成员变量
2、extension 类扩展
-
可以说成是
特殊的分类
,也可称作匿名分类
-
可以
给类添加成员属性
,但是是私有变量
-
可以
给类添加方法
,也是私有方法
【面试-4】方法的本质,sel是什么?IMP是什么?两者之间的关系又是什么?
-
方法的本质:
发送消息
,消息会有以下几个流程-
快速查找(
objc_msgSend
) - cache_t缓存消息中查找 -
慢速查找 - 递归自己|父类 -
lookUpImpOrForward
-
查找不到消息:动态方法解析 -
resolveInstanceMethod
-
消息快速转发 -
forwardingTargetForSelector
-
消息慢速转发 -
methodSignatureForSelector & forwardInvocation
-
-
sel
是方法编号
- 在read_images
期间就编译进了内存 -
imp
是函数实现指针
,找imp就是找函数的过程
-
sel
相当于 一本书的目录title
-
sel
相当于 书本的页码
-
查找
具体的函数
就是想看这本书具体篇章的内容-
1、首先知道想看什么,即目录 title - sel
-
2、根据目录找到对应的页码 - imp
-
3、通过页码去翻到具体的内容
-
【面试-5】能否向编译后得到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
-
1、
不能
向编译后的得到的类中增加实例变量 -
2、
只要类没有注册到内存还是可以添加的
-
3、可以
添加属性+方法
【原因】:编译好的实例变量存储的位置是ro,一旦编译完成,内存结构就完全确定了
【经典面试-6】 [self class]和[super class]的区别以及原理分析
-
[self class]
就是发送消息objc_msgSend
,消息接收者是self
,方法编号class
-
[super class]
本质就是objc_msgSendSuper
,消息的接收者还是self
,方法编号class
,在运行时,底层调用的是_objc_msgSendSuper2
【重点!!!】 -
只是
objc_msgSendSuper2
会更快,直接跳过self的查找
代码调试
-
imageLGTeacher
中的init
方法中打印这两种class调用
运行程序,打印结果如下
image -
进入
[self class]
中的class
源码
- (Class)class {
return object_getClass(self);
}
👇
Class object_getClass(id obj)
{
if (obj) return obj->getIsa();
else return Nil;
}
其底层是获取对象的isa
,当前的对象是LGTeacher
,其isa是同名的LGTeacher
,所以[self class]
打印的是LGTeacher
- [super class]中,其中
super
是语法的关键字
,可以通过clang
看super
的本质,这是编译时
的底层源码,其中第一个参数是消息接收者,是一个__rw_objc_super
结构
image- 底层源码中搜索
__rw_objc_super
,是一个中间结构体
image - objc中搜索
objc_msgSendSuper
,查看其隐藏参数
image - 搜索
struct objc_super
image
通过clang
的底层编译代码可知,当前消息的接收者
等于self
,而self
等于LGTeacher
,所以[super class]
进入class
方法源码后,其中的self是init后的实例对象
,实例对象的isa
指向的是本类,即消息接收者是LGTeacher本类
- 底层源码中搜索
- 我们再来看[super class]在运行时是否如上一步的底层编码所示,是
objc_msgSendSuper
,打开汇编调试,调试结果如下
image- 搜索
objc_msgSendSuper2
,从注释得知,是从 类开始查找
,而不是父类
image - 查看
objc_msgSendSuper2
的汇编源码,是从superclass
中的cache
中查找方法
- 搜索
ENTRY _objc_msgSendSuper2
UNWIND _objc_msgSendSuper2, NoFrame
ldp p0, p16, [x0] // p0 = real receiver, p16 = class 取出receiver 和 class
ldr p16, [x16, #SUPERCLASS] // p16 = class->superclass
CacheLookup NORMAL, _objc_msgSendSuper2//cache中查找--快速查找
END_ENTRY _objc_msgSendSuper2
完整回答
所以,最完整的回答如下
-
[self class]
方法调用的本质是发送消息
,调用class的消息流程,拿到元类的类型
,在这里是因为类已经加载到内存,所以在读取时是一个字符串类型,这个字符串类型是在map_images
的readClass
时已经加入表中,所以打印为LGTeacher
-
[super class]
打印的是LGTeacher
,原因是当前的super是一个关键字,在这里只调用objc_msgSendSuper2
,其实他的消息接收者和[self class]
是一模一样的,所以返回的是LGTeacher
【面试-7】内存平移问题
Class cls = [LGPerson class];
void *kc = &cls; //
[(__bridge id)kc saySomething];
LGPerson中有一个属性 kc_name
和一个实例方法saySomething
,通过上面代码这种方式,能否调用实例方法?为什么?
代码调试
- 我们在日常开发中的调用方式是下面这种
LGPerson *person = [LGPerson alloc];
[person saySomething];
-
通过运行发现,是可以执行的,打印结果如下
image -
[person saySomething]
的本质是对象发送消息
,那么当前的person是什么?-
person
的isa
指向类LGPerson
即person的首地址 指向 LGPerson的首地址
,我们可以通过LGPerson的内存平移找到cache
,在cache中查找方法
image
-
-
image[(__bridge id)kc saySomething]
中的kc
是来自于LGPerson
这个类,然后有一个指针kc
,将其指向LGPerson的首地址
所以,person
是指向LGPerson
类的结构,kc
也是指向LGPerson
类的结构,然后都是在LGPerson
中的methodList
中查找方法
修改:saySomething里面有属性 self.kc_name 的打印
代码如下所示
- (void)saySomething{
NSLog(@"%s - %@",__func__,self.kc_name);
}
//下面这两种方式调用
//方式一
Class cls = [LGPerson class];
void *kc = &cls;
[(__bridge id)kc saySomething];
//方式二:常规调用
LGPerson *person = [LGPerson alloc];
[person saySomething];
- 查看这两种调用方式的打印结果,如下所示
-
kc
方式的调用打印的kc_name
是<ViewController: 0x7fe29170b560>
-
imageperson
方式的调用打印的kc_name
是(null)
-
为什么会出现打印不一致的情况?
-
其中person方式的
imagekc_name
是由于self指向person的内存结构
,然后通过内存平移8字节,取出去kc_name
,即self指针首地址平移8字节获得
-
【方式一】其中
kc
指针中没有任何,所以kc表示8字节指针
,self.kc_name
的获取,相当于kc首地址的指针也需要平移8字节找kc_name
,那么此时的kc的指针地址是多少?平移8字节获取的是什么?-
kc
是一个指针,是存在栈
中的,栈是一个先进后出
的结构,参数传入就是一个不断压栈的过程,-
其中
隐藏参数会压入栈
,且每个函数都会有两个隐藏参数(id self,sel _cmd)
,可以通过clang
查看底层编译 -
隐藏参数压栈
的过程,其地址是递减
的,而栈是从高地址->低地址 分配
的,即在栈中,参数会从前往后一直压
-
super通过clang查看底层的编译,是
objc_msgSendSuper
,其第一个参数是一个结构体__rw_objc_super(self,class_getSuperclass)
,那么结构体中的属性是如何压栈的?可以通过自定义一个结构体,判断结构体内部成员的压栈情况p &person3
p *(NSNumber **)0x00007ffee83a8090
-
p *(NSNumber **)0x00007ffee83a8098
image
所以图中可以得出 20先加入,再加入10,因此结构体内部
的压栈情况是低地址->高地址
,递增
的,栈中结构体内部
的成员是反向
压入栈,即低地址->高地址
,是递增的,
-
-
-
所以到目前为止,栈中
从高地址到低地址
的顺序的:self - _cmd - (id)class_getSuperclass(objc_getClass("ViewController")) - self - cls - kc - person
-
self
和_cmd
是viewDidLoad
方法的两个隐藏参数,是高地址->低地址正向压栈
的 -
class_getSuperClass
和self
为objc_msgSendSuper2
中的结构体成员,是从最后一个成员变量,即低地址->高地址反向压栈
的
-
可以通过下面这段代码打印下栈的存储是否如上面所说
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);
}
}
运行结果如下
其中为什么
class_getSuperclass
是ViewController
,因为objc_msgSendSuper2
返回的是当前类
,两个self
,并不是同一个self,而是栈的指针不同,但是指向同一片内存空间
-
[(__bridge id)kc saySomething]
调用时,此时的kc是LGPerson: 0x7ffeec381098
,所以saySomething
方法中传入的self
还是LGPerson,但并不是我们通常认为的LGPerson,使我们当前传入的消息接收者
,即LGPerson: 0x7ffeec381098
,是LGPerson的实例对象,此时的操作与普通的LGPerson是一致的,即LGPerson的地址内存平移8字节
-
普通person流程:
person -> kc_name - 内存平移8字节
-
kc流程:
image0x7ffeec381098 + 0x80 -> 0x7ffeec3810a0
,即为self
,指向<ViewController: 0x7fac45514f50>
,如下图所示
-
其中 person
与 LGPerson
的关系是 person是以LGPerson为模板的实例化对象,即alloc有一个指针地址,指向isa,isa指向LGPerson
,它们之间关联是有一个isa指向
,
而kc也是指向LGPerson的关系,编译器会认为 kc也是LGPerson的一个实例化对象
,即kc相当于isa,即首地址,指向LGPerson
,具有和person一样的效果,简单来说,我们已经完全将编译器骗过了,即kc
也有kc_name
。由于person查找kc_name是通过内存平移8字节
,所以kc也是通过内存平移8字节去查找kc_name
哪些东西在栈里 哪些在堆里
-
alloc
的对象 都在堆
中 -
指针、对象
在栈
中,例如person指向的空间
在堆
中,person所在的空间在栈中 -
临时变量
在栈
中 -
属性值
在堆
,属性随对象是在栈
中
注意:
堆
是从小到大,即低地址->高地址栈是从大到小,即从高地址->低地址分配
函数隐藏参数会
从前往后
一直压,即从高地址->低地址 开始入栈
,结构体内部的成员是
从低地址->高地址
一般情况下,内存地址有如下规则
0x60
开头表示在堆
中
0x70
开头的地址表示在栈
中
0x10
开头的地址表示在全局区域
中
### 【面试-8】 Runtime是如何实现weak的,为什么可以自动置nil
-
1、通过
SideTable
找到我们的weak_table
-
2、
weak_table
根据referent
找到或者创建weak_entry_t
-
3、然后
append_referrer(entry,referrer)
将我的新弱引用的对象加进去entry -
4、最后
weak_entry_insert
,把entry
加入到我们的weak_table
底层源码调用流程如下图所示
image
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