iOS面试资料（二）

iOS面试题

Block相关

Block

  • block本质
    • block是将函数及其执行上下文封装起来的对象

关于block的截获特性，你是否有了解？block的截获变量特性是怎样的？

  • 变量捕获机制分析：

    • 对于“基本数据类型”的“局部变量”截获其值
    • 对于“对象”类型的局部变量“连同所有权修饰符”一起截获
    • 以“指针形式”截获局部静态变量（指针传递）
    • 不截获全局变量、静态全局变量（直接访问）

  • 改外部变量必要条件

    • 将auto从栈copy到堆
      原因：栈中内存管理是由系统管理，出了作用域就会被回收，堆中才是可以由程序员管理

对栈上的block进行copy之后，假如在mrc环境下，内存是否回泄漏？

  • copy操作之后，堆上的block没有额外的成员变量指向它，正如我们alloc对象后，没有进行release，造成内存泄漏

为什么block会产生循环引用？

  • 如果当前block对当前对象的某一成员变量进行截获，block会对当前对象有一个强引用
  • 而当前block由于当前对象对其有一个强引用，产生了一个自循环引用的一个循环引用的问题

Block不允许修改外部变量的值原因

  • block 本质上是一个对象，block 的花括号区域是对象内部的一个函数，变量进入 花括号，实际就是已经进入了另一个函数区域---改变了作用域。

  • 在几个作用域之间进行切换时，如果不加上这样的限制，变量的可维护性将大大降低。

  • 比如想在block内声明了一个与外部同名的变量，此时是允许呢还是不允许呢？只有加上了这样的限制，这样的情景才能实现。

  • 所以 Apple 在编译器层面做了限制，如果在 block 内部试图修改 auto 变量（无修饰符），那么直接编译报错。

  • 可以把编译器的这种行为理解为：对 block 内部捕获到的 auto 变量设置为只读属性---不允许直接修改。

如何实现对外部变量的捕获？

  • 将变量设置为全局变量。原理：block内外可直接访问全局变量
  • 加 static (放在静态存储区/全局初始化区)。原理是block内部对外部auto变量进行指针捕获
  • 最优解：使用__block 关键字

__block

  • 将auto变量封装为结构体(对象)，在结构体内部新建一个同名的auto变量
  • block内截获该结构体的指针
  • 在block中使用自动变量时，使用指针指向的结构体中的自动变量
__block int var = 10;
void(^blk)(void) = ^{
    var = 20;
};
blk();

转换后的代码：

struct __Block_byref_var_0 {
    void *__isa;
    __Block_byref_var_0 *__forwarding;
    int __flags;
    int __size;
    int var; // 10 => 20 该结构体持有相当于原来自动变量的成员变量
};

struct __main_block_impl_0 {
    struct __block_impl impl;
    struct __main_block_desc_0* Desc;
    __Block_byref_var_0 *var; // by ref
    __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, __Block_byref_var_0 *_var, int flags=0) : var(_var->__forwarding) {
        impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
        impl.Flags = flags;
        impl.FuncPtr = fp;
        Desc = desc;
    }
};

block在修改NSMutableArray需不需要添加__block

  • 不需要
  • 原因：
    • 当变量是一个指针的时候，block里只是复制了一份这个指针，两个指针指向同一个地址。
    • 所以，在block里面对指针指向内容做的修改，在block外面也一样生效。

block是如何捕获局部变量的?

  • block捕获外界变量时，在内部会自动生成同一个属性来保存

UIView动画中block回调里self要不要弱引用？

  • 不需要，它不会造成循环引用，因为它是类方法。
  • 之所以需要弱引用本身，是因为怕对象之间产生循环引用，当前控制器不可能强引用一个类，所以循环无法形成。

block里面会不会存在self为空的情况（weak strong的原理）？

__weak typeof(self) weakself = self;
[self wj_refresh_addRefreshHeader:^{
    __strong typeof(weakself) strongself = weakself;
    [strongself.dataSource reloadDataWithCompletion:nil];
}];
  • 有时候weakSelf在block里在执行reloadDataWithCompletion还存在
  • 但在执行reloadDataWithCompletion前，可能会被释放了
  • 为了保证self在block执行过程里一直存在，对他强引用strongSelf

__block与__weak的区别

  • __block不管是ARC还是MRC模式下都可以使用，可以修饰对象，还可以修饰基本数据类型
  • __weak只能在ARC模式下使用，也只能修饰对象（NSString），不能修饰基本数据类型（int）
  • __block对象可以在block中被重新赋值，__weak不可以。

多层block嵌套如何使用weakSelf？

__weak typeof(self) weakself = self;
[self wj_refresh_addRefreshHeader:^{
    __strong typeof(weakself) strongself = weakself;
    __weak typeof(self) weakSelf2 = strongself;
    [strongself.dataSource reloadDataWithCompletion:^(BOOL result) {
        __strong typeof(self) strongSelf2 = weakSelf2;
    }];
}];

Masonry对于block内部引用self会不会造成循环引用？

  • 不会
  • 这个block没有copy，是在栈上，使用完直接释放了，
- (NSArray *)mas_makeConstraints:(void(NS_NOESCAPE ^)(MASConstraintMaker *))block {
    self.translatesAutoresizingMaskIntoConstraints = NO;
    MASConstraintMaker *constraintMaker = [[MASConstraintMaker alloc] initWithView:self];
    block(constraintMaker);
    return [constraintMaker install];
}

__weak来解决block中的循环引用，还有别的方法吗

  • __block
  • 将对象传进入修改

代理、Block利弊

  • 与委托代理模式的代码相比，用block写出的代码更为整洁

  • 代理优点：

    • 代理语法清晰，可读性高，易于维护
    • 它减少代码耦合性，使事件监听与事件处理分离
    • 一个控制器可以实现多个代理，满足自定义开发需求，灵活性较高

  • 代理缺点：

    • 实现代理的过程较繁琐
    • 跨层传值时加大代码的耦合性，并且程序的层次结构也变得混乱
    • 当多个对象同时传值时不易区分，导致代理易用性大大降低

  • block优点：

    • 语法简洁，代码可读性和维护性较高
    • 配合GCD优秀的解决多线程问题

  • block缺点：

    • Block中得代码将自动进行一次retain操作，容易造成内存泄漏
    • Block内默认引用为强引用，容易造成循环应用

  • 运行成本：

    • delegate运行成本低，block的运行成本高
    • block出栈需要将使用的数据从栈内存拷贝到堆内存，当然对象的话就是假引用技术，使用完block置nil才会消除
    • delegate只是保存了一个对象的指针，直接回调，没有额外的消耗。就像c的函数指针，只多了一个查表动作

Runtime

Runtime的相关术语

SEL、id、Class、Method、IMP、Cache、Property

介绍下runtime的内存模型（isa、对象、类、metaclass、结构体的存储信息等）

为什么要设计metaclass

class_copyIvarList & class_copyPropertyList区别

class_rw_t 和 class_ro_t 的区别

讲述一下runtime的概念，message send如果寻找不到相应的对象，会如何进行后续处理 ？

  • objc向一个对象发送消息，runtime会根据对象的isa指针找到该对象实际所属类，然后在该类方法列表以及父类的方法列表中查找方法实现，如果向一个nil对象发送消息，在查找isa指针时就是0地址返回，不会出错

交互两个方法的现实有什么风险？

Runloop

  • 什么是RunLoop？
    • RunLoop 实际上是一个对象
    • 这个对象在循环中用来处理程序运行过程中出现的各种事件（比如说触摸事件、UI刷新事件、定时器事件、Selector事件）
    • 从而保持程序的持续运行
    • 在没有事件处理的时候，会使线程进入睡眠模式，从而节省 CPU 资源，提高程序性能
  • 应用范畴
    • 定时器（Timer）、PerformSelect
    • GCD Async Main Queue
    • 事件响应、手势识别、界面刷新
    • 网络请求
    • AutoreleasePool
  • 基本应用
    • 保持程序的持续运行
    • 处理App中的各种事件（比如触摸事件、定时器事件等）
    • 节省CPU资源，提高程序性能：该做事时做事，该休息时休息
  • runloop和线程的关系
    • 每条线程都有唯一的一个与之对应的RunLoop对象
    • RunLoop保存在一个全局的Dictionary里，线程作为key，RunLoop作为value
    • 线程刚创建时并没有RunLoop对象，RunLoop会在第一次获取它时创建
    • RunLoop会在线程结束时销毁
    • 主线程的RunLoop已经自动获取（创建），子线程默认没有开启RunLoop
/*
 * 从字典中获取，如果没有则直接创建
 */
CFRunLoopRef loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t));
__CFSpinUnlock(&loopsLock);
if (!loop) {
    CFRunLoopRef newLoop = __CFRunLoopCreate(t);
    __CFSpinLock(&loopsLock);
    loop = (CFRunLoopRef)CFDictionaryGetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t));
    
    if (!loop) {
        CFDictionarySetValue(__CFRunLoops, pthreadPointer(t), newLoop);
        loop = newLoop;
    }
    
    // don't release run loops inside the loopsLock, because CFRunLoopDeallocate may end up taking it
    __CFSpinUnlock(&loopsLock);
    CFRelease(newLoop);
}

NSTimer相关

NSTimer准吗？如果不准的话原因是什么？如何解决？

  • 原因：
    • NSTimer的触发时间到的时候，会在RunLoop中被检测一次；
    • 如果在这一次的RunLoop中做了耗时的操作，会处于阻塞状态
    • 时间超过了定时器的间隔时间，触发时间就会推迟到下一个runloop周期
  • 解决方法：
    • 在子线程中创建timer，在子线程中进行定时任务的操作，需要UI操作时切换回主线程进行操作
    • 使用CADisplayLink（一般用来做UI展示更新，同样存在runloop卡顿问题）
    • 使用GCD定时器

使用NSTimer是如何处理循环引用的？

使用类方法
TODO(待填充);

谈谈常用的三种定时器优缺点（NSTimer、CADisplayLink、GCD定时器）✨✨✨✨✨

  • NSTimer和CADisplayLink依赖于RunLoop，如果RunLoop的任务过于繁重，可能会导致NSTimer不准时
  • 相比之下GCD的定时器会更加准时，因为GCD不是依赖RunLoop，而是由内核决定
  • CADisplayLink和NSTimer会对target产生强引用，如果target又对它们产生强引用，那么就会引发循环引用

在viewWillDisappear或者viewDidDisappear方法中将 timer = nil，是否还会造成循环引用？

  • 问题一：如果只是想在离开此页时要释放，进入下一页时不要释放，场景就不适用了
  • runloop->timer；controller->timer

如何利用runloop监控卡顿✨✨✨

NSThread中的Runloop的作用，如何使用

  • runloop是一个线程里运行循环，并对收到的事件进行处理，

  • 保持线程长时间存活

NSRunLoop *runLoop = [NSRunLoop currentRunLoop];
[runLoop addPort:[NSMachPort port] forMode:NSRunLoopCommonModes];
[runLoop run];
  • 用于定时器

KVO

KVO基础

KVO 的 全称Key-Value Observing，俗称“键值监听”，可以用于某个对象属性值的改变

iOS用什么方式实现对一个对象的KVO？(KVO的本质是什么)

  • 利用runtimeAPI动态生成一个子类（NSKVONotifying_XXXX），并且让instance对象的isa指向这个全新的子类
  • 当修改instance对象的属性时，会动用Foundation的_NSSetXXXValueAndNotify函数
  • willChangeValueForKey
  • 父类原来的setter方法
  • didChangeValueForKey
  • 内部触发监听器（ObserveValueForKeyPath:ofObject:change:context）

如何手动触发KVO？

  • 手动调用willChangeValueForKey
  • 修改成员变量值
  • 手动调用didChangeValueForKey

直接修改成员变量会触发KVO么？

  • 不会触发KVO（原因看KVO的本质）

KVC

KVC基础

KVC的全称是Key-Value Coding，俗称“键值编码”，可以通过一个key来访问某个属性

通过KVC修改属性会出发KVO么？

  • 能触发KVO（）
  • KVC在修改属性时，会调用willChangeValueForKey:和didChangeValueForKey:方法

KVC的赋值和取值过程是怎样的？

  • 赋值过程
    • 首先会按照setKey、_setKey的顺序查找方法，找到方法，直接调用方法并赋值；
    • 未找到方法，则调用+ (BOOL)accessInstanceVariablesDirectly;
    • 若accessInstanceVariablesDirectly方法返回YES，则按照_key、_isKey、key、isKey的顺序查找成员变量，找到直接赋值，找不到则抛出异常；
    • 若accessInstanceVariablesDirectly方法返回NO，则直接抛出异常；
  • 取值过程
    • 首先会按照getKey、key、isKey、_key的顺序查找方法，找到直接调用取值
    • 若未找到，则查看+ (BOOL)accessInstanceVariablesDirectly的返回值，若返回NO，则直接抛出异常；
    • 若返回的YES，则按照_key、_isKey、key、isKey的顺序查找成员变量，找到则取值；
    • 找不到则抛出异常；

使用场景

  • 单层字典模型转化：
[self.model setValuesForKeysWithDictionary:dict];
  • 通过KVC修改未暴露的属性：
UILabel *placeholderLabel=[self.userTextField valueForKeyPath:@"placeholderLabel"];
placeholderLabel.textColor = [UIColor redColor];
  • 使用valueForKeyPath可以获取数组中的最小值、最大值、平均值、求和
CGFloat sum = [[array valueForKeyPath:@"@sum.floatValue"] floatValue];
CGFloat avg = [[array valueForKeyPath:@"@avg.floatValue"] floatValue];
CGFloat max =[[array valueForKeyPath:@"@max.floatValue"] floatValue];
CGFloat min =[[array valueForKeyPath:@"@min.floatValue"] floatValue];
  • 数组内部去重
[dataArray valueForKeyPath:@"@distinctUnionOfObjects.self"]
  • 数组合并（去重合并：distinctUnionOfArrays.self、直接合并：unionOfArrays.self）
NSArray *temp1 = @[@3, @2, @2, @1];
NSArray *temp2 = @[@3, @4, @5];
NSLog(@"\n%@",[@[temp1, temp2] valueForKeyPath:@"@distinctUnionOfArrays.self"]);
NSLog(@"\n%@",[@[temp1, temp2] valueForKeyPath:@"@unionOfArrays.self"]);

输出两个数组：( 5, 1, 2, 3, 4 ), ( 3, 2, 2, 1, 3, 4, 5 )。
  • 大小写转换（uppercaseString）及 打印字符串长度同样适用（length）
NSArray *array = @[@"name", @"w", @"aa", @"jimsa"];
NSLog(@"%@", [array valueForKeyPath:@"uppercaseString"]);
打印：
(NAME,W,AA,JIMSA)

简单介绍一下KVC和KVO，他们都可以应用在哪些场景？

  • KVO：键值监听，观察某一属性的方法
  • KVC：键值编码，间接访问对象的属性

Category

Category相关

Category的使用场合

  • 将一个类拆成很多模块（其实就是解耦，将相关的功能放到一起）

Category的实现原理

  • 通过runtime动态将分类的方法合并到类对象、元类对象中
  • Category编译之后的底层结构是 struct_category_t , 里面存储着分类的对象方法、类方法、属性、协议信息
  • 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）

category和extension区别

  • Extension在编译时，就把信息合并到类信息中
  • Category是在运行时，才会将分类信息合并到类信息中
  • 分类声明的属性，只会生成getter/setter方法声明，不会自动生成成员变量和getter/setter方法实现，而扩展会
  • 分类不可用为类添加实例变量，而扩展可以

分类的局限性

  • 无法为类添加实例变量，但可通过关联对象进行实现
  • 分类的方法如果和类重名，会覆盖原来方法的实现
  • 多个分类的方法重名，会调用最后编译的那个分类的实现

为什么category不能添加属性？使用Runtime就可以了？

  • 分类没有自己的isa指针
  • 类最开始生成了很多基本属性，比如IvarList，MethodList
  • 分类只会将自己的method attach到主类，并不会影响到主类的IvarList
  • 实例变量没有setter和getter方法。也没有自己的isa指针
  • 关联对象都由AssociationsManager管理
  • AssociationsManager里面是由一个静态AssociationsHashMap来存储所有的关联对象的。
  • 相当于把所有对象的关联对象都存在一个全局map里面。而map的的key是这个对象的指针地址
  • 而这个map的value又是另外一个AssAssociationsHashMap，里面保存了关联对象的kv对

Category中有load方法么？load方法什么时候调用的？load方法能继承么？

  • 有

  • +load方法会在runtime加载类、分类时调用；

  • 每个类、分类的+load，在程序运行过程中只调用一次

  • 调用顺序

  • 先调用类的+load，（按照编译先后顺序，先编译，先调用），调用子类的+load之前会调用父类的+load

  • 再调用分类的+load按照编译先后顺序调用（先编译，先调用）

test方法和load方法的本质区别？（+load方法为什么不会被覆盖）

  • test方法是通过消息机制调用 objc_msgSend([MJPerson class], @selector(test))
  • +load方法调用，直接找到内存中的地址，进行方法调用

load调用顺序

  • +load方法会在runtime加载类、分类时调用
  • 每个类、分类的+load，在程序运行过程中只调用一次
  • 调用顺序
    • 先调用类的+load方法，之后按照编译先后顺序调用（先编译，先调用，调用子类的+load之前会先调用父类的+load）
    • 再调用分类的+load，之后按照编译先后顺序调用（先编译，先调用）

不同Category中存在同一个方法，会执行哪个方法？如果是两个都执行，执行顺序是什么样的？

  • 根据Build Phases->Compile Sources中添加的文件顺序，后面的会覆盖前面的

load、initialize方法的区别是什么？它们在category中的调用顺序？以及出现继承时他们之间的调用过程？🌟🌟🌟🌟🌟

区别：

  • 调用方式不同
    • load是根据函数地址直接调用
    • initialize是通过objc_msgSend调用
  • 调用时刻
    • load是runtime加载 类/分类 的时候调用（只会调用1次）
    • initialize是类第一次接收消息时调用，每一个类只会initialize一次（父类的initialize方法可能会被调用多次）
  • 调用顺序
    • load：先调用类的load。先编译的类，优先调用load（调用子类的load之前，会先调用父类的load）
    • 再调用分类的load（先编译的分类，优先调用load）
    • 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）

分类中方法替换

  • category的方法没有“完全替换掉”原来类已经有的方法，也就是说如果category和原来类都有methodA，那么category附加完成之后，类的方法列表里会有两个methodA
  • category的方法被放到了新方法列表的前面，而原来类的方法被放到了新方法列表的后面
  • 这也就是我们平常所说的category的方法会“覆盖”掉原来类的同名方法，这是因为运行时在查找方法的时候是顺着方法列表的顺序查找的，它只要一找到对应名字的方法，就会罢休_，殊不知后面可能还有一样名字的方法。

为什么不能动态添加成员变量？

  • 方法和属性并不“属于”类实例，而成员变量“属于”类实例
  • “类实例”概念，指的是一块内存区域，包含了isa指针和所有的成员变量。
  • 假如允许动态修改类成员变量布局，已经创建出的类实例就不符合类定义了，变成了无效对象。但方法定义是在objc_class中管理的，不管如何增删类方法，都不影响类实例的内存布局，已经创建出的类实例仍然可正常使用
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