OC底层基础：面试题

一、NSObject本质

• 一个NSObject对象占用多少内存（16）

  1. 系统分配了16个字节给NSObject对象（通过malloc_size函数获得）
  2. 但NSObject对象内部只使用了8个字节的空间（64bit环境下，可以通过class_getInstanceSize函数获得）

  // 获得NSObject实例对象的成员变量所占用的大小 >> 8
  class_getInstanceSize([NSObject class]);
  
  // 获得obj指针所指向内存的大小 >> 16
  malloc_size((__bridge const void *)obj);
  

• 对象的isa指针指向哪里

  1. instance对象的isa指向class 对象
  2. class对象的isa指向meta-class对象
  3. meta-class对象的isa指向基类的meta-class对象

• OC的类信息存放在哪里

  1. 对象方法、属性、成员变量、协议信息，存放在class 对象中
  2. 类方法，存放在meta-class对象中
  3. 成员变量的具体值，存放在instance对象

二、KVO

• iOS用什么方式实现一个对象的KVO？（KVO的本质是什么）

  1. 利用runtimeAPI动态生成一个子类，并且让instance对象的isa指向这个全新的子类
  2. 当修改instance对象属性时，会调用Foundation的_NSSetXXXValueAndNotify函数
     1. willChangeValueForKey:
     2. 父类原来的setter
     3. didChangeValueForKey:
        • 内部会触发监听器（Observer）的监听方法（observerValueForKeyPath:ofObject:change:contet:）

• 如何手动出发KVO

  1. 手动调用willChangeValueForKey:和didChangeValueForKey:

• 直接修改成员变量会触发KVO吗

  1. 不会触发KVO（因为KVO是建立在setter和getter的机制上）

KVC

• 通过KVC修改属性会触发KVO吗

  1. 会触发KVO（调用了willChangeValueForKey:和didChangeValueForKey: ）

• KVC的赋值和取值过程是怎样的，原理是什么

  
  setValueForKey原理.png valueForKey原理.png

• KVC常见应用

  1. 访问、修改私有变量
  2. 模型和字典的转换
  3. KVC中函数对集合进行操作，如：sum、avg、count、min、max

三、Category

• Category的使用场合是什么？

  1. 分解庞大的类
  2. 重写、替换系统原生方法

• Category的实现原来

  1. Category编辑之后的底层结构是struct category_t,里面存储着分类的对象方法、类方法、属性、协议信息
  2. 在程序运行的时候，runtime会将Category的数据合并到类信息中（类对象、元类对象中）

• Category和Class Extension的区别是什么

  1. Class Extension在编译的时候，它将数据就已经包含在类信息中
  2. Category是在运行时，才会将数据合并到类信息中

• Category中有load方法吗？load方法是什么时候调用的？load方法能继承吗？

  1. 有load方法
  2. load方法在runtime加载类、分类的时候调用
  3. load方法可以继承，但是一般情况下不会主动去调用load方法，都是让系统自动调用

• load、initialize方法的区别是什么？它们在Category中调用的顺序？以及出现继承时它们之间的调用过程

  1. 区别
     1. 调用方式的区别
        • load是根据函数地址直接调用
        • initialize是通过objc_msgSend调用
     2. 调用时刻的区别
        • load是runtime加载类、分类的时候调用（只会调用1次）
        • initialize是类第一次接收到消息的时候调用，每个类只会initialize一次（父类的initialize方法可能会被调用多次）
  2. 调用顺序

     1. load

        • 先调用类的load
          1. 先编译的类优先调用load
          2. 调用子类的load之前会先调用父类的load
        • 再调用分类的load

     2. initialize

        • 先初始化父类
        • 再初始化子类（可能最终调用的是父类的initialize方法）

     3. 出现继承时它们之间的调用过程

        • 调用子类的load之前会先调用父类的load
        • 先初始化父类，再初始化子类（可能最终调用的是父类的initialize方法）

• Category能否添加成员变量？如果可以，如何给Category添加成员变量

  1. 不能直接给Category添加成员变量，但是可以间接实现Category有成员变量的效果（runtime关联对象）
     • 关联对象
       设置： objc_setAssociatedObject(self, &kTopNameKey, name,OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);
       获取：objc_getAssociatedObject(self, &kTopNameKey)

四、Block

• block的原理是怎样的？本质是什么？

  • 封装了函数调用以及调用对象的OC对象
    1. block本质上也是一个OC对象，它内部也有个isa指针
    2. block封装了函数调用以及函数调用环境的OC对象

• __block的作用是什么？有什么使用注意点？

  1. __block可以用于解决block内部无法修改auto变量值的问题
  2. __block不能修饰全局变量、静态变量（static）
  3. 编译器会将__block变量包装成一个对象

• block的属性修饰词为什么是copy？使用block有哪些使用注意？

  1. block一旦没有进行copy操作，就不会在堆上
  2. 使用注意：循环引用

• block在修饰NSMutableArray，需不需要添加__block？
  不需要

五、Runtime

• 讲一下OC的消息机制

  1. OC中的方法调用其实都是转成objc_msgSend函数调用，给receiver（方法调用者）发送了一条消息（selector方法名）
  2. objc_msgSend底层有三大阶段
     消息发送（当前类、父类中查找）、动态方法解析、消息转发

• 什么是Runtime？平时项目中有用过吗？

  1. OC是一门动态性比较强的编程语音，允许很多操作推迟到程序运行时再进行
  2. OC的动态性就是由Runtime来支撑和实现的，Runtime是一套C
     语言的API，封装了很多动态性相关的函数
  3. 平时编写OC代码，底层都是转换成了RuntimeAPI进行调用
  4. 具体应用
     利用关联对象（AssociatedObject）给分类添加属性
     遍历类的所有成员变量（修改textfield的占位文字颜色、字典转模型、自动递归接档）
     交换方法实现（交换系统的方法）
     利用消息转发机制解决方法找不到的异常问题
     ……

• 消息转发机制流程

  
  objc_msgSend的执行流程-消息转发.png

六、Runloop

• 讲讲Runloop，项目中有用到吗？
• Runloop内部实现逻辑？
• Runloop和线程的关系？
• timer与Runloop的关系？
• 程序中添加每3秒响应一次的NSTimer，当拖拽tableview的timer可能无法响应要怎么解决？
• Runloop是怎么响应用户操作的，具体流程是什么样的？
• 说说Runloop的几种状态？
• Runloop的model作用是什么？

七、多线程

• 你理解的多线程
• iOS的多线程方案有哪几种，你更倾向于哪种
• 你在项目中用过GCD吗
• GCD的队列类型
• 说一下OperationQueue和GCD的区别，以及各自的优势
• 线程安全的处理手段有哪些
• OC你了解的锁有哪些？
  追问一：自旋锁和互斥锁对比
  追问二：使用以上锁需要注意哪些
  追问三： 用C/OC/C++，任选其一实现自旋锁或者互斥锁，口述