iOS知识点汇总

UI试图

UITableView相关

1.cell的复用
2.数据源同步：

• 并发访问、数据拷贝（缺点：拷贝数据产生内存开销）

  
  
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• 串行访问 （缺点：子线程操作耗时时，删除会有延迟）

  
  
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事件传递&视图响应

UIView提供内容，以及负责处理触摸等事件，参与响应链
CALayer负责显示内容的contents

• 事件传递：
  主要方法
  -(UIView *)hitTest:(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event
  -(BOOL)pointInside(CGPoint)point withEvent:(UIEvent *)event
  流程

  
  
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• 响应链：
  主要方法
  -(void)touchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
  -(void)touchesMoved:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
  -(void)touchesEnded:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event
  流程

  
  
  image.png

图像显示原理

CPU和GPU是通过总线连接起来的，CPU输出的是位图，再经由总线在合适的时机上传给GPU，GPU拿到位图后会做图层的渲染、纹理的合成，之后把结果放到帧缓冲区中，由视频控制器根据VSync信号在指定时间之前去提取帧缓冲中的屏幕显示内容，最终显示到屏幕上。

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• CPU工作
  Layout UI布局、文本计算
  Display 绘制
  Prepare 图片编解码
  Commit 提交位图
• GPU渲染管线
  顶点着色
  图元装配
  光栅化
  片段着色
  片段处理

UI卡顿、掉帧

原因：1s完成60帧的刷新，在视觉上是流畅的，也就是每个VSync之间有16.7ms，在这16.7ms之间，要CPU和GPU共同完成下一帧画面的合成，不能完成则会导致卡顿(掉帧)

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界面滑动优化方案：

• CPU
  对象的创建、调整、销毁放到子线程中操作
  预排版（布局计算、文本计算）
  预渲染（文本等异步绘制，图片编解码等）
• GPU
  纹理渲染（给layer设置圆角、阴影等会触发离屏渲染）
  视图混合（减少层级）

UI绘制原理/异步绘制

调用UIView的setNeedsDisplay方法，并不会立刻发生当前视图的绘制工作，而是先调用layer的setNeedDisplay方法，相当于在当前layer上打上一个脏标记，然后在当前RunLoop将要结束前调用CALayer的display方法，去绘制试图

绘制原理.png

异步绘制：
layer.delegate实现了displayLayer:方法，进入异步绘制流程中

• 代理负责生成对应的bitmap

• 设置该bitmap作为layer.contents属性的值

  
  
  异步绘制.png

离屏渲染

在屏渲染：GPU的渲染操作是在当前用于显示的屏幕缓冲区中进行的
离屏渲染：GPU在当前屏幕缓冲区以外新开辟一个缓冲区进行渲染操作。当我们设置UI视图的图层属性时（圆角，遮罩，阴影），如果指定为在未预合之前（无法把渲染结果直接写入帧缓存区，而是暂存在另外的内存区域之后再写入frame buffer）不能用于直接显示的时候，就会触发离屏渲染。
为何要避免：会创建新的渲染缓冲区，GPU会产生额外的开销，很有可能导致CPU和GPU绘制一帧的时间超过16.7ms，会造成卡顿和掉帧

OC语言

分类Category

• 特点：
  1.运行时决议（运行时通过Runtime把分类中添加的内容添加到原类中）
  2.可以为系统类添加分类

• 可以添加哪些内容
  实例方法、类方法、协议、属性

• 结构体

  
  
  分类结构体.png

• 程序启动加载调用栈（image为镜像）
  _objc_init（runtime初始化）
  map_2_images（程序镜像的处理）
  map_images_nolock
  _read_images（加载可执行文件到内存中）
  remethodizeClass（分类加载内容在此）

• 原理
  倒叙遍历原类的所有分类（最先访问最后编译的分类），把实例方法、类方法、协议、属性放入不同的二维数组中，获取原类当中的rw数据，其中包含原类的方法列表信息，根据拼接之后的元素总数重新分配内存，通过memmove把原类方法进行内存移动，移动到最后面，memcopy把分类中的方法copy到原类的内存中。所以原类的方法还存在，只是调用顺序问题。

关联对象

可以为分类添加实例变量
objc_getAssociatedObject(id object, const void *key)
objc_setAssociatedObject(id object, const void *key, id value, objc_AssociationPolicy policy)
objc_removeAssociatedObjects(id object)

• 本质
  关联对象由AssociationsManager管理并在AssociationsHashMap中存储。
  所有对象的关联内容都在同一个全局容器中。
  @selector(text)-key COPY/RETAIN-Policy

  
  
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扩展

扩展Extension

• 格式

@interface XXX ()
//私有属性
//私有方法（如果不实现，编译时会报警,Method definition for 'XXX' not found）
@end

• 使用
  声明私有属性
  声明私有方法
  声明私有成员变量
• 特点
  编译时决议
  只以声明的形式存在，多数情况下寄生于宿主类的.m中
  不能为系统类添加扩展

代理

是一种软件设计模式
传递方式是一对一的

NSNotification

• 特点
  是使用观察者设计模式来实现的用于跨层传递消息的机制
  传递方式是一对多的

• 如何实现通知机制
  NSNotificationCenter内部会维护一个Notification_Map表， notificationName为key，Observers_List为value

  
  
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KVO

• KVO：key-value observing
  是OC对观察者设计模式的又一实现
  Apple使用了isa混写（isa-swizzling）来实现KVO

• isa-swizzling
  A在运行时会动态生成一个NSKVONotifying_A类（A的子类），然后将A类的实例对象的isa指针指向NSKVONotifying_A类，
  观察A的name属性：
  1、重写set方法，并在设置操作的前后分别调用 willChangeValueForKey: 和 didChangeValueForKey方法，这两个方法用于通知系统该 key 的属性值即将和已经变更了
  2、重写class方法，返回原来的A类对象
  3、重写dealloc方法，再合适的时候销毁这个运行时创建的类

  
  
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• 通过kvc设置name kvo能否生效
  可以。和kvc的实现有关
• 通过成员变量直接赋值name kvo是否生效
  不能，直接赋值不会走set方法，可以在赋值前后加上willChangeValueForKey: 和 didChangeValueForKey

KVC

如果没有找到Set方法的话，会先根据accessInstanceVariablesDirectly返回实例变量是否存在，YES会按照_key，_iskey，key，iskey的顺序搜索成员并进行赋值操作，都没有会调用valueForUndefinedKey:

属性关键字

• 读写权限
  readonly
  readwrite（系统默认）
• 原子性
  1.atomic（系统默认）:可以保证赋值和获取是线程安全的，并不代表操作（如：数组的增加和移除）和访问
  2.nonatomic
• 引用计数
  retain(MAC)/strong(ARC)
  assign(基本数据类型、对象类型)/unsafe_assign(MRC中使用频繁)
  weak/copy
  1、assign和weak的区别：
  assign:修饰基本数据类型；修饰对象时，不改变其引用计数；会产生野指针。
  weak:不改变被修饰对象的引用计数；所指对象在被释放后会自动置为nil。
  2、copy和mutableCopy/深拷贝和浅拷贝
  略

Runtime

对象、类对象、元类对象

对象，指向类对象
类对象，指向元类对象

• 整体数据结构

  
  
  数据结构.png
  
  
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• 类对象（objc_class类型数据结构）
  存储实例方法列表等信息

• 元类对象（objc_class类型数据结构）
  存储类方法列表等信息，元类对象的isa指针都指向根元类，根元类对象的isa指针也指向根元类。根元类对象的superClass指针指向根类对象

• 如果类方法没有实现，在根类对象里面有同名实例方法，才能调用

消息传递机制

消息传递.png

• 缓存查找
  根据给定的方法选择器SEL，找到对应的方法实现（通过哈希查找找到对应的bucket_t）

  
  
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• 当前类中查找
  对于已排序好的方法列表。采用二分查找算法查找方法对应执行函数
  对于没有排序的方法列表，采用一般遍历查找

• 父类逐级查找

  
  
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消息转发流程

• resolveInstanceMethod:/resolveClassMethod:
• forwadingTargetForSelector:
• methodSignatureForSelector:
  forwardInvocation:

Method-Swizzling

• method_exchangeImplementations()

动态添加方法

class_addMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char * types)

内存管理

内存布局

stack：方法调用
heap：通过alloc等分配的对象

• 内存管理方案
  1、TaggedPointer （一些小对象，如NSNumber）
  2、NONPOINTER_ISA （64位架构下的ios应用程序。在64位架构下，isa指针占64个比特位，但只需要32位就够了，为了提高内存利用率，在剩余的比特位中存储了一些关于内存管理的数据内容）
  3、散列表 （SideTables，引用计数、弱引用表）

  
  
  SideTable结构

ARC

自动引用计数管理内存
ARC是编译器（自动插入retain、release）和Runtime共同协作
ARC中禁止手动调用retain/release/retainCount/dealloc（ARC下可以重写dealloc方法，但是不能显示调用super dealloc）
新增weak、strong属性关键字

MRC

手动引用计数（斜体方法在ARC中调用会编译报错）
alloc：分配对象的内存空间
retain：引用计数+1
release：引用计数-1
retainCount：当前对象的引用计数值
autorelease：autoreleasePool结束时调用release
dealloc：显示调用[super dealloc]

引用计数机制

• alloc实现
  经过一系列调用，最终调用C函数的calloc
  此时并没有设置引用计数为1。（调用retainCount返回1，和retainCount的实现有关）
• retain实现

//通过哈希查找对象引用计数相关的sidetable，从sidetables中找到sidetable
SideTable& table = SidTables()[this];
//获取引用计数map，通过哈希查找从中获取引用计数值
size_t& refcntStorage = table.refcnts[this];
//引用计数+1，实际是加偏移量4，反应出的结果是+1
refcntStorage += SIDE_TABLE_RC_ONE;

• release实现

SideTable& table = SidTables()[this];
RefcountMap::iterator it = table.refcnts.find(this);
//引用计数-1
it->sencond -= SIDE_TABLE_RC_ONE;

• retainCount

SideTable& table = SidTables()[this];
size_t refcnt_result = 1;
RefcountMap::iterator it = table.refcnts.find(this);
//alloc没有给对象进行+1，由于refcnt_result为1，所以调用retainCount为1
refcnt_result += it->second >> SIDE_TABLE_RC_SHIFT;

• dealloc

  
  
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弱引用表

• 添加weak变量
  在weak_register_no_lock()函数中进行弱引用变量的添加，通过哈希算法进行位置查找，如果查找到的位置中已经有对应的弱引用数组，把弱引用指针添加到数组中，如果没有会创建弱引用数组，第0个位置上添加最新的weak指针，后面都初始化为nil

objc_initWeak() -> storeWeak() -> weak_register_no_lock()

• 清除weak变量，同时设置指向nil
  weak_clear_no_lock()根据当前对象指针查找弱引用表，遍历当前对象的弱引用数组，把弱引用指针置为nil

dealloc() -> clearDeallocating() -> weak_clear_no_lock()

AutoReleasePool

编译器会将@autorealsepool{}改为

void *ctx = objc_autoreleasePoolPush(); （-> AutoreleasePoolPage::push）
{}代码块
//一次pop相当于一次批量的pop操作
objc_autoreleasePoolPop(ctx);（-> AutoreleasePoolPage::pop）

• 结构
  是以栈为结点，通过双向链表的形式组合而成的数据结构（双向链表：每个结点都有两个指针，ParentPtr、ChildPtr）
  和线程是一一对应的
• AutoreleasePoolPage
  id* next;
  AutoreleasePoolPage* const parent;
  AutoreleasePoolPage* child;
  pthread_t const thread;
• 自动释放池
  在当次runloop将要结束的时候调用AutoreleasePoolPage::pop()
  多层嵌套就是多次插入哨兵对象
  在for循环中alloc图片数据等内存消耗较大的场景手动插入autoreleasePool（每次循环都会完成一次内存的释放）

循环引用

自循环引用
相互循环引用
多循环引用

• 破除循环引用
  避免产生循环应用；在合适的时机手动断环
  （__weak；
  __block—在MRC下，__block修饰对象不会增加其引用计数，避免了循环引用；在ARC下，__block修饰对象会被强引用，无法避免循环引用，需手动解环；
  __unsafe_unretained—和__weak等效，但是被修饰的对象被释放后会产生野指针问题）
• NSTimer循环引用问题
  调用invalidate，从runloop中移除，设为nil 释放对target对象的强引用
  不直接持有，引入中间对象持有两个弱引用，NSTimer和原对象

Block

Block本质-对象

Block是将函数及其执行上下文封装起来的对象

截获变量特性

• 局部变量
  基本数据类型：截获其值
  对象类型：连同所有权修饰符一起截获（和循环引用有关联）
• 静态局部变量：指针形式
• 全局变量：不截获
• 静态全局变量：不截获

__block修饰符的本质

一般情况下，对被截获变量进行赋值操作需要添加__block修饰符（赋值 != 操作）
__block修饰的变量变成了对象

__block int xxx;

struct _Block_byref_XXX_0 {
    void *isa;
    //栈上的__forwarding指针指向自身
    //栈上的block进行copy操作后，栈上的__forwarding指向堆上的block，堆上的__forwarding     指向自身
    _Block_byref_XXX_0 *__forwarding;  
    int __flags;
    int __size;
    int XXX;
}

Block的内存管理

GlobalBlock（放在已初始化数据区中）
StackBlock（被销毁时，__block修饰的对象和block都会被销毁）
MallocBlock（堆上的block）

• Block的copy操作

  
  
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循环引用

__weak修饰

多线程

GCD

• 同步/异步 和 串行/并发
  死锁：队列引起的循环等待
• dispatch_barrier_async
  解决多读单写的问题
• dispatch_group

NSOperation/NSOperationQueue

• 添加/移除任务依赖
• 任务执行状态的控制
  isReady
  isExecuting
  isFinished（是通过KVO机制实现的）
  isCancelled
  如果只重写了main方法，底层控制变更任务执行完成状态，以及任务退出
  如果重写了start方法，自行控制任务状态
• 最大并发量

NSThread

• 启动流程

start() -> 创建pthread -> main() -> [target performSelector:selector] -> exit()

• 结合RunLoop实现常驻线程

互斥锁、自旋锁、递归锁等

• @synchronized
  一般在创建单例对象的时候使用
• atomic
  修饰属性的关键字；
  对被修饰对象进行原子操作（不负责使用，对mutableArr.addObject操作不能保证线程安全）
• OSSpinLock
  自旋锁；循环等待询问，并不释放当前资源
  用于轻量级数据访问，简单的int值+1/-1操作

• NSLock
  获取到锁，再获取会导致死锁（可使用递归锁进行解决）

  
  
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• NSRecursiveLock
  递归锁；可以重入

  
  
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• dispatch_semaphore_t
  信号量
• dispatch_semaphore_create(0);

struct semaphore {
  int value;
  List <thread>;
}

• dispatch_semaphore_wait(semaphore, DISPATCH_TIME_FOREVER);

{
  S.value = S.value - 1;
  //阻塞是一个主动行为
  if S.value < 0 then Block(S.List)
}

• dispatch_semaphore_signal(semaphore); //发送信号量

{
  S.value = S.value + 1;
  //唤醒是一个被动行为
  if S.value >= 0 then wakeup(S.List);
}

RunLoop

什么是RunLoop

RunLoop是通过内部维护的事件循环来对事件/消息进行管理的一个对象
没有消息处理时，休眠以避免资源占用（用户态，通过系统调用进入内核态）
有消息处理时，立刻被唤醒（内核态 -> 用户态）
不是个简单的while循环，主要是发生了状态切换

数据结构

NSRunLoop是对CFRunLoop的封装，提供了面向对象的API

• CFRunLoop

struct __CFRunLoop {    
    pthread_t _pthread;  //对应的线程  RunLoop和线程一一对应
    CFMutableSetRef _commonModes; //多个commonModes <String>
    CFMutableSetRef _commonModeItems;   //多个Observer,多个Timer,多个Source
    CFRunLoopModeRef _currentMode;  //当前运行的mode
    CFMutableSetRef _modes; //多个modes <CFRunLoopMode>
};

• CFRunLoopMode

struct __CFRunLoopMode {
    CFMutableSetRef _sources0;  //需要手动唤醒当前线程
    CFMutableSetRef _sources1;  //具备唤醒线程的能力
    CFMutableArrayRef _observers;   //
    CFMutableArrayRef _timers;   //
};

• Source/Timer/Observer
  CFRunLoopObserverRef监听runloop的状态

各数据结构间的关系

事件循环机制

有事做事，没事做时休息

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RunLoop和NSTimer

用户滑动ScrollView时，RunLoop会转到UITrackingRunLoopMode，Mode发生切换，timer不会再生效了

• 解决方案
  通过CFRunLoopAddTimer(CFRunLoopRef rl, CFRunLoopTimerRef timer, CFRunLoopMode mode )方法将timer添加到NSRunLoopCommonModes中

RunLoop与线程之间的关系

线程与RunLoop是一一对应的
自己创建的线程默认是没有RunLoop的

常驻线程

1、为当前线程开启一个RunLoop
2、向该RunLoop中添加一个Port/Source等维持RunLoop的时间循环
3、启动该RunLoop

保证子线程数据回来更新UI的时候不打断用户的滑动操作

可以把更新UI放到DefaultMode下，这样不会在TrackingMode下更新UI

网络

HTTP协议

超文本传输协议

• 请求/响应报文
• 连接建立流程
• HTTP特点

HTTPS与网络安全

TCP/UDP

DNS解析

域名到IP地址的映射，DNS解析请求采用UDP数据报，且明文

• 递归查询
  我去给你问一下

  
  
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• 迭代查询
  我告诉你谁可能知道

  
  
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• DNS解析中常见的问题
  1、DNS劫持问题

  
  
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  2、DNS解析转发问题

• DNS劫持怎么解决
  1、httpDNS:
  使用DNS协议向DNS服务器的53端口进行请求（也就是使用HTTP协议向服务器的80端口进行请求，通过ip像服务端进行请求，返回给域名的ip地址）
  2、长连接

  
  
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Session/Cookie

对HTTP协议无状态特点的补偿
Cookie：保存在客户端，用来记录用户状态

设计模式

六大设计原则

• 单一职责原则
  一个类只负责一件事（UIView和CALayer）
• 依赖倒置原则
  抽象不应该依赖具体实现，具体实现可以依赖于抽象（上层业务只依赖于提供的接口，并不关心内部实现）
• 开闭原则
  对修改关闭，对扩展开放
• 里氏替换原则
  父类可以被子类无缝替换，且原有功能不受影响（KVO）
• 接口隔离原则
  使用多个专门的协议，而不是一个庞大臃肿的协议（UITableViewDelegate和UITableViewDataSource）
  协议中的方法应该尽量少
• 迪米特法则
  一个对象对其他对象有尽可能少的了解，高内聚低耦合

责任链

实际需求：对于业务A -> 业务B -> 业务C 变更为 业务C -> 业务B -> 业务A
业务C的nextBusinessObject为业务B，业务B的nextBusinessObject为业务C

类构成

桥接

适配器

单例

命令

架构/框架

模块化
分层
解耦
降低代码重合度

图片缓存框架

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• 图片读写
  以图片URL的单向Hash值作为key
  内存方面淘汰策略：
  1、队列先进先出
  2、LRU算法，如30分钟内未使用过（触发时机每次进行图片查找时，后台切换到前台时）
  磁盘设计：
  1、存储方式
  2、大小限制
  3、淘汰策略（7天以上的删除）
  网络设计：
  1、图片请求的最大并发量
  2、请求的超时策略（超时重试）
  3、请求优先级
  图片解码：
  1、应用策略模式对不同图片格式进行解码

阅读时长统计框架

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复杂页面架构

• MVVM框架思想

• ReactNative的数据流思想
  任何一个子节点是没有权利做自己的变化更新的（打一个标记），必须把自己变化更新的消息传递给根结点，由根结点自顶向下的方式询问哪些结点需要更新

  
  
  RN数据流思想

• 系统UIView更新机制的思想

• FaceBook的开源框架AsyncDisplayKit关于预排班的设计思想

客户端整体架构

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• 业务之间的解耦通信方式
  OpenURL
  依赖注入（通过中间层解耦）

算法

字符串反转

链表反转

有序数组合并

Hash算法

查找两个子视图的共同父试图

求无序数组当中的中位数

三方库

AFNetworking

框架图

SDWebImageView

架构简图

ReactiveCocoa

• 信号
  核心类RACSignal
• 订阅