一、Runtime

1、iOS 一个objc对象的isa的指针指向什么？有什么作用？

答：指向他的类对象,从而可以找到对象上的方法

2、一个 NSObject 对象占用多少内存空间？一个 NSObject 对象占用多少内存空间？

• 受限于内存分配的机制，一个 NSObject对象都会分配 16byte 的内存空间。
• 但是实际上在 64位 下，只使用了 8byte;
• 在32位下，只使用了 4byte
• 一个 NSObject 实例对象成员变量所占的大小，实际上是 8 字节

3、说一下对 class_rw_t 的理解？

• rw代表可读可写。
• ObjC 类中的属性、方法还有遵循的协议等信息都保存在 class_rw_t 中：

// 可读可写
struct class_rw_t {
    // Be warned that Symbolication knows the layout of this structure.
    uint32_t flags;
    uint32_t version;

    const class_ro_t *ro; // 指向只读的结构体,存放类初始信息

    /*
     这三个都是二位数组，是可读可写的，包含了类的初始内容、分类的内容。
     methods中，存储 method_list_t ----> method_t
     二维数组，method_list_t --> method_t
     这三个二位数组中的数据有一部分是从class_ro_t中合并过来的。
     */
    method_array_t methods; // 方法列表（类对象存放对象方法，元类对象存放类方法）
    property_array_t properties; // 属性列表
    protocol_array_t protocols; //协议列表

    Class firstSubclass;
    Class nextSiblingClass;
    
    //...
    }

4、说一下对 class_ro_t 的理解？

存储了当前类在编译期就已经确定的属性、方法以及遵循的协议。

struct class_ro_t {  
    uint32_t flags;
    uint32_t instanceStart;
    uint32_t instanceSize;
    uint32_t reserved;

    const uint8_t * ivarLayout;

    const char * name;
    method_list_t * baseMethodList;
    protocol_list_t * baseProtocols;
    const ivar_list_t * ivars;

    const uint8_t * weakIvarLayout;
    property_list_t *baseProperties;
};
baseMethodList，baseProtocols，ivars，baseProperties三个都是以为数组。

5、对 isa 指针的理解

对 isa 指针的理解， 对象的isa 指针指向哪里？isa 指针有哪两种类型？

• isa 等价于 is kind of
• 实例对象 isa 指向类对象
• 类对象指 isa 向元类对象
• 元类对象的 isa 指向元类的基类

isa 有两种类型

纯指针，指向内存地址
NON_POINTER_ISA，除了内存地址，还存有一些其他信息

6、 Runtime 的方法缓存？存储的形式、数据结构以及查找的过程？

• cache_t增量扩展的哈希表结构。哈希表内部存储的 bucket_t。

• bucket_t 中存储的是 SEL 和 IMP的键值对。

• 如果是有序方法列表，采用二分查找

• 如果是无序方法列表，直接遍历查找

cache_t结构体

// 缓存曾经调用过的方法，提高查找速率
struct cache_t {
    struct bucket_t *_buckets; // 散列表
    mask_t _mask; //散列表的长度 - 1
    mask_t _occupied; // 已经缓存的方法数量，散列表的长度使大于已经缓存的数量的。
    //...
}

struct bucket_t {
    cache_key_t _key; //SEL作为Key @selector()
    IMP _imp; // 函数的内存地址
    //...
}

散列表查找过程，在objc-cache.mm文件中

// 查询散列表，k
bucket_t * cache_t::find(cache_key_t k, id receiver)
{
    assert(k != 0); // 断言

    bucket_t *b = buckets(); // 获取散列表
    mask_t m = mask(); // 散列表长度 - 1
    mask_t begin = cache_hash(k, m); // & 操作
    mask_t i = begin; // 索引值
    do {
        if (b[i].key() == 0  ||  b[i].key() == k) {
            return &b[i];
        }
    } while ((i = cache_next(i, m)) != begin);
    // i 的值最大等于mask,最小等于0。

    // hack
    Class cls = (Class)((uintptr_t)this - offsetof(objc_class, cache));
    cache_t::bad_cache(receiver, (SEL)k, cls);
}

上面是查询散列表函数，其中cache_hash(k, m)是静态内联方法，将传入的key和mask进行&操作返回uint32_t索引值。do-while循环查找过程，当发生冲突cache_next方法将索引值减1。

7、使用runtime Associate方法关联的对象，需要在主对象dealloc的时候释放么？

无论在MRC下还是ARC下均不需要，被关联的对象在生命周期内要比对象本身释放的晚很多，它们会在被 NSObject -dealloc 调用的object_dispose()方法中释放。

8、什么是method swizzling（俗称黑魔法)

简单说就是进行方法交换

在Objective-C中调用一个方法，其实是向一个对象发送消息，查找消息的唯一依据是selector的名字。利用Objective-C的动态特性，可以实现在运行时偷换selector对应的方法实现，达到给方法挂钩的目的。
每个类都有一个方法列表，存放着方法的名字和方法实现的映射关系，selector的本质其实就是方法名，IMP有点类似函数指针，指向具体的Method实现，通过selector就可以找到对应的IMP。
换方法的几种实现方式

• 利用 method_exchangeImplementations 交换两个方法的实现
• 利用 class_replaceMethod替换方法的实现
• 利用 method_setImplementation 来直接设置某个方法的IMP。

9、什么时候会报unrecognized selector的异常？

objc在向一个对象发送消息时，runtime库会根据对象的isa指针找到该对象实际所属的类，然后在该类中的方法列表以及其父类方法列表中寻找方法运行，如果，在最顶层的父类中依然找不到相应的方法时，会进入消息转发阶段，如果消息三次转发流程仍未实现，则程序在运行时会挂掉并抛出异常unrecognized selector sent to XXX 。

10、objc中向一个nil对象发送消息将会发生什么？

如果向一个nil对象发送消息，首先在寻找对象的isa指针时就是0地址返回了，所以不会出现任何错误。也不会崩溃。
详解：

如果一个方法返回值是一个对象，那么发送给nil的消息将返回0(nil)；

如果方法返回值为指针类型，其指针大小为小于或者等于sizeof(void*) ，float，double，long double 或者long long的整型标量，发送给nil的消息将返回0；

如果方法返回值为结构体,发送给nil的消息将返回0。结构体中各个字段的值将都是0；

如果方法的返回值不是上述提到的几种情况，那么发送给nil的消息的返回值将是未定义的。

11、isKindOfClass 与 isMemberOfClass

@interface Sark : NSObject
@end
@implementation Sark
@end
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        BOOL res1 = [(id)[NSObject class] isKindOfClass:[NSObject class]];
        BOOL res2 = [(id)[NSObject class] isMemberOfClass:[NSObject class]];
        BOOL res3 = [(id)[Sark class] isKindOfClass:[Sark class]];
        BOOL res4 = [(id)[Sark class] isMemberOfClass:[Sark class]];
        NSLog(@"%d %d %d %d", res1, res2, res3, res4);
    }
    return 0;
}
答案：1000

详解：

在isKindOfClass中有一个循环，先判断class是否等于meta class，不等就继续循环判断是否等于meta class的super class，不等再继续取super class，如此循环下去。

[NSObject class]执行完之后调用isKindOfClass，第一次判断先判断NSObject和 NSObject的meta class是否相等，之前讲到meta class的时候放了一张很详细的图，从图上我们也可以看出，NSObject的meta class与本身不等。接着第二次循环判断NSObject与meta class的superclass是否相等。还是从那张图上面我们可以看到：Root class(meta) 的superclass就是 Root
class(class)，也就是NSObject本身。所以第二次循环相等，于是第一行res1输出应该为YES。

同理，[Sark class]执行完之后调用isKindOfClass，第一次for循环，Sark的Meta Class与[Sark class]不等，第二次for循环，Sark Meta Class的super class 指向的是 NSObject Meta Class， 和Sark Class不相等。第三次for循环，NSObject Meta Class的super class指向的是NSObject Class，和 Sark Class 不相等。第四次循环，NSObject Class 的super class 指向 nil， 和 Sark Class不相等。第四次循环之后，退出循环，所以第三行的res3输出为NO。

isMemberOfClass的源码实现是拿到自己的isa指针和自己比较，是否相等。

第二行isa 指向 NSObject 的 Meta Class，所以和 NSObject Class不相等。第四行，isa指向Sark的Meta Class，和Sark Class也不等，所以第二行res2和第四行res4都输出NO。

12、为什么 NSTimer 有时候不好使？

因为创建的 NSTimer 默认是被加入到了 defaultMode，所以当 Runloop 的 Mode 变化时，当前的 NSTimer 就不会工作了。

13、多线程面试题（任务、队列）

任务

• 就是执行操作的意思，也就是在线程中执行的那段代码。在 GCD 中是放在 block 中的。执行任务有两种方式：同步执行（sync）和异步执行（async）

• 同步(Sync)：同步添加任务到指定的队列中，在添加的任务执行结束之前，会一直等待，直到队列里面的任务完成之后再继续执行，即会阻塞线程。只能在当前线程中执行任务(是当前线程，不一定是主线程)，不具备开启新线程的能力。

• 异步(Async)：线程会立即返回，无需等待就会继续执行下面的任务，不阻塞当前线程。可以在新的线程中执行任务，具备开启新线程的能力(并不一定开启新线程)。如果不是添加到主队列上，异步会在子线程中执行任务

队列

• 队列（Dispatch Queue）：这里的队列指执行任务的等待队列，即用来存放任务的队列。队列是一种特殊的线性表，采用 FIFO（先进先出）的原则，即新任务总是被插入到队列的末尾，而读取任务的时候总是从队列的头部开始读取。每读取一个任务，则从队列中释放一个任务
  在 GCD 中有两种队列：串行队列和并发队列。两者都符合 FIFO（先进先出）的原则。两者的主要区别是：执行顺序不同，以及开启线程数不同。

• 串行队列（Serial Dispatch Queue）：
  同一时间内，队列中只能执行一个任务，只有当前的任务执行完成之后，才能执行下一个任务。（只开启一个线程，一个任务执行完毕后，再执行下一个任务）。主队列是主线程上的一个串行队列,是系统自动为我们创建的

• 并发队列（Concurrent Dispatch Queue）：
  同时允许多个任务并发执行。（可以开启多个线程，并且同时执行任务）。并发队列的并发功能只有在异步（dispatch_async）函数下才有效

14、什么是死锁？

死锁就是队列引起的循环等待

15、GCD任务执行顺序

1、串行队列先异步后同步

dispatch_queue_t serialQueue = dispatch_queue_create("test", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
    
    NSLog(@"1");
    
    dispatch_async(serialQueue, ^{
        
         NSLog(@"2");
    });
    
    NSLog(@"3");
    
    dispatch_sync(serialQueue, ^{
        
        NSLog(@"4");
    });
    
    NSLog(@"5");

打印顺序是13245
原因是:
首先先打印1
接下来将任务2其添加至串行队列上，由于任务2是异步，不会阻塞线程，继续向下执行，打印3
然后是任务4,将任务4添加至串行队列上，因为任务4和任务2在同一串行队列，根据队列先进先出原则，任务4必须等任务2执行后才能执行，又因为任务4是同步任务，会阻塞线程，只有执行完任务4才能继续向下执行打印5
所以最终顺序就是13245。
这里的任务4在主线程中执行，而任务2在子线程中执行。
如果任务4是添加到另一个串行队列或者并行队列，则任务2和任务4无序执行(可以添加多个任务看效果)