Runtime列子

1.objc在向一个对象发送消息时，发生了什么？

objc在向一个对象发送消息时，runtime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，如果一直到根类还没找到，转向拦截调用，走消息转发机制，一旦找到 ，就去执行它的实现IMP 。

2.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。

3.objc中向一个对象发送消息[obj foo]和objc_msgSend()函数之间有什么关系？

在objc编译时，[obj foo] 会被转意为：objc_msgSend(obj, @selector(foo));。

4.什么时候会报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 。

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？为什么？

不能向编译后得到的类中增加实例变量；

能向运行时创建的类中添加实例变量；

1.因为编译后的类已经注册在 runtime 中,类结构体中的 objc_ivar_list 实例变量的链表和 instance_size 实例变量的内存大小已经确定，同时runtime会调用 class_setvarlayout 或 class_setWeaklvarLayout 来处理strong weak 引用.所以不能向存在的类中添加实例变量。 2.运行时创建的类是可以添加实例变量，调用class_addIvar函数. 但是的在调用 objc_allocateClassPair 之后，objc_registerClassPair 之前,原因同上.

6.给类添加一个属性后，在类结构体里哪些元素会发生变化

instance_size ：实例的内存大小；objc_ivar_list *ivars:属性列表

7.一个objc对象的isa的指针指向什么？有什么作用？

指向他的类对象,从而可以找到对象上的方法

详解：下图很好的描述了对象，类，元类之间的关系: 

图中实线是 super_class指针，虚线是isa指针。

1.Root class (class)其实就是NSObject，NSObject是没有超类的，所以Root class(class)的superclass指向nil。 2.每个Class都有一个isa指针指向唯一的Meta class 3.Root class(meta)的superclass指向Root class(class)，也就是NSObject，形成一个回路。 4.每个Meta class的isa指针都指向Root class (meta)。

9.runtime如何通过selector找到对应的IMP地址？

每一个类对象中都一个方法列表,方法列表中记录着方法的名称,方法实现,以及参数类型,其实selector本质就是方法名称,通过这个方法名称就可以在方法列表中找到对应的方法实现.

10._objc_msgForward函数是做什么的，直接调用它将会发生什么？

_objc_msgForward是 IMP 类型，用于消息转发的：当向一个对象发送一条消息，但它并没有实现的时候，_objc_msgForward会尝试做消息转发。

详解：_objc_msgForward在进行消息转发的过程中会涉及以下这几个方法：

List itemresolveInstanceMethod:方法 (或resolveClassMethod:)。

List itemforwardingTargetForSelector:方法

List itemmethodSignatureForSelector:方法

List itemforwardInvocation:方法

List itemdoesNotRecognizeSelector: 方法

11. runtime如何实现weak变量的自动置nil？知道SideTable吗？

runtime 对注册的类会进行布局，对于 weak 修饰的对象会放入一个 hash 表中。 用 weak 指向的对象内存地址作为key，当此对象的引用计数为0的时候会 dealloc，假如 weak 指向的对象内存地址是a，那么就会以a为键， 在这个 weak表中搜索，找到所有以a为键的 weak 对象，从而设置为 nil。

更细一点的回答：

1.初始化时：runtime会调用objc_initWeak函数，初始化一个新的weak指针指向对象的地址。 2.添加引用时：objc_initWeak函数会调用objc_storeWeak() 函数， objc_storeWeak()的作用是更新指针指向，创建对应的弱引用表。 3.释放时,调用clearDeallocating函数。clearDeallocating函数首先根据对象地址获取所有weak指针地址的数组，然后遍历这个数组把其中的数据设为nil，最后把这个entry从weak表中删除，最后清理对象的记录。

SideTable结构体是负责管理类的引用计数表和weak表，

详解：参考自《Objective-C高级编程》一书 1.初始化时：runtime会调用objc_initWeak函数，初始化一个新的weak指针指向对象的地址。

当我们初始化一个weak变量时，runtime会调用 NSObject.mm中的objc_initWeak函数。

通过objc_initWeak函数初始化“附有weak修饰符的变量（obj1）”，在变量作用域结束时通过objc_destoryWeak函数释放该变量（obj1）。

2.添加引用时：objc_initWeak函数会调用objc_storeWeak() 函数， objc_storeWeak()的作用是更新指针指向，创建对应的弱引用表。

objc_initWeak函数将“附有weak修饰符的变量（obj1）”初始化为0（nil）后，会将“赋值对象”（obj）作为参数，调用objc_storeWeak函数。

也就是说：

weak 修饰的指针默认值是 nil （在Objective-C中向nil发送消息是安全的）

然后obj_destroyWeak函数将0（nil）作为参数，调用objc_storeWeak函数。

前面的源代码与下列源代码相同。

objc_storeWeak函数把第二个参数的赋值对象（obj）的内存地址作为键值，将第一个参数__weak修饰的属性变量（obj1）的内存地址注册到 weak 表中。如果第二个参数（obj）为0（nil），那么把变量（obj1）的地址从weak表中删除。

由于一个对象可同时赋值给多个附有__weak修饰符的变量中，所以对于一个键值，可注册多个变量的地址。

可以把objc_storeWeak(&a, b)理解为：objc_storeWeak(value, key)，并且当key变nil，将value置nil。在b非nil时，a和b指向同一个内存地址，在b变nil时，a变nil。此时向a发送消息不会崩溃：在Objective-C中向nil发送消息是安全的。

3.释放时,调用clearDeallocating函数。clearDeallocating函数首先根据对象地址获取所有weak指针地址的数组，然后遍历这个数组把其中的数据设为nil，最后把这个entry从weak表中删除，最后清理对象的记录。

当weak引用指向的对象被释放时，又是如何去处理weak指针的呢？当释放对象时，其基本流程如下：

1.调用objc_release 2.因为对象的引用计数为0，所以执行dealloc 3.在dealloc中，调用了_objc_rootDealloc函数 4.在_objc_rootDealloc中，调用了object_dispose函数 5.调用objc_destructInstance 6.最后调用objc_clear_deallocating

对象被释放时调用的objc_clear_deallocating函数:

1.从weak表中获取废弃对象的地址为键值的记录 2.将包含在记录中的所有附有 weak修饰符变量的地址，赋值为nil 3.将weak表中该记录删除 4.从引用计数表中删除废弃对象的地址为键值的记录

总结:

其实Weak表是一个hash（哈希）表，Key是weak所指对象的地址，Value是weak指针的地址（这个地址的值是所指对象指针的地址）数组。

13.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。

详解：

1、调用 -release ：引用计数变为零

对象正在被销毁，生命周期即将结束.

不能再有新的 __weak 弱引用，否则将指向 nil.

调用 [self dealloc]

2、 父类调用 -dealloc

继承关系中最直接继承的父类再调用 -dealloc

如果是 MRC 代码 则会手动释放实例变量们（iVars）

继承关系中每一层的父类 都再调用 -dealloc

>3、NSObject 调 -dealloc

只做一件事：调用 Objective-C runtime 中object_dispose() 方法

>4. 调用 object_dispose()

为 C++ 的实例变量们（iVars）调用 destructors

为 ARC 状态下的 实例变量们（iVars） 调用 -release

解除所有使用 runtime Associate方法关联的对象

解除所有 __weak 引用

调用 free()

14. 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 

15.CompileError / Runtime Crash / NSLog…?

下面的代码会？Compile Error / Runtime Crash / NSLog…?

IMP: -[NSObject(Sark) foo] ，全都正常输出，编译和运行都没有问题。

详解：

这道题和上一道题很相似，第二个调用肯定没有问题，第一个调用后会从元类中查找方法，然而方法并不在元类中，所以找元类的superclass。方法定义在是NSObject的Category，由于NSObject的对象模型比较特殊，元类的superclass是类对象，所以从类对象中找到了方法并调用。