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十七、OC底层面试解析

十七、OC底层面试解析

作者: KB_MORE | 来源:发表于2020-10-27 11:05 被阅读0次

【面试-1】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

  • 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)

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【面试-2】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-3】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方法编号 - 在read_images期间就编译进了内存

  • imp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

  • imp 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-4】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-5】 [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

  • LGTeacher中的init方法中打印这两种class调用

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    运行程序,打印结果如下

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  • 进入[self class]中的class源码

图片.png

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clangsuper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

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  • 底层源码中搜索__rw_objc_super,是一个中间结构体

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  • objc中搜索objc_msgSendSuper,查看其隐藏参数

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  • 搜索struct objc_super

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    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 即为LGTeacher,所以最后还是获取LGTeacher的isa,即同名LGTeacher元类

  • 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

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    • 搜索objc_msgSendSuper2,从注释得知,是从 类开始查找,而不是父类

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    • 查看objc_msgSendSuper2的汇编源码,是从superclass中的cache中查找方法

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_imagesreadClass时已经加入表中,所以打印为LGTeacher
[class 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

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