最新整理：iOS面試題-面試常問問題（三）

前言:

最近把 iOS 面試中可能會遇到的問題整理了一番, 題目大部分是網上收錄的, 方便自己鞏固複習, 也分享給大家；希望對大家有所幫助！

對於答案，不一定都合適，歡迎大家積極討論；整理不易，如果您覺得還不錯，麻煩在文末 “點個贊” ，或者留下您的評論“Mark” 一下，謝謝您的支持

iOS面試題-面試常問問題（三）

1. 一個OC對象佔用多少內存

系統分配了16個字節給NSObject對象（通過malloc_size函數獲得）
但NSObject對象內部只使用了8個字節的空間（64bit環境下，可以通過class_getInstanceSize函數獲得）

2. 對象的isa指針指向哪裏？

instance對象的isa指向class對象
class對象的isa指向meta-class對象
meta-class對象的isa指向基類的meta-class對象

3.OC的類信息存放在哪裏？

對象方法、屬性、成員變量、協議信息，存放在class對象中
類方法，存放在meta-class對象中
成員變量的具體值，存放在instance對象

4.iOS用什麼方式實現對一個對象的KVO？(KVO的本質是什麼？)

利用RuntimeAPI動態生成一個子類，並且讓instance對象的isa指向這個全新的子類
當修改instance對象的屬性時，會調用Foundation的_NSSetXXXValueAndNotify函數
willChangeValueForKey:
父類原來的setter
didChangeValueForKey:
內部會觸發監聽器（Oberser）的監聽方法(observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:）

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5.如何手動觸發KVO？

手動調用willChangeValueForKey:和didChangeValueForKey:

- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];

    Person *person = [[Person alloc]init];;
    [p addObserver:self forKeyPath:@"name" options:NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld context:nil];
    [p willChangeValueForKey:@"name"];
    [p didChangeValueForKey:@"name"];
}
-(void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary<NSKeyValueChangeKey,id> *)change context:(void *)context{
    NSLog(@"被觀測對象：%@, 被觀測的屬性：%@, 值的改變: %@\n, 攜帶信息:%@", object, keyPath, change, context);
}

6.直接修改成員變量會觸發KVO麼？

不會觸發KVO

7.通過KVC修改屬性會觸發KVO麼？

會觸發KVO
KVC在賦值時候,內部會觸發監聽器（Oberser）的監聽方法(observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:）發送通知

8.KVC的賦值和取值過程是怎樣的？原理是什麼？

KVC的全稱是Key-Value Coding，俗稱“鍵值編碼”，可以通過一個key來訪問某個屬性
調用 setValue:forKey:
setKey,_setKey ->找到了則進行賦值,未找到調用 accessInstanceVarlableDirctly 是否允許修改value值,返回YES, 調用_key, _isKey, key, isKey 進行賦值

9.Category的使用場合是什麼？

在不修改原有類代碼的情況下,爲類添對象方法或者類方法
或者爲類關聯新的屬性
分解龐大的類文件

使用場合:

添加實例方法
添加類方法
添加協議
添加屬性
關聯成員變量

10.Category的實現原理

Category編譯之後的底層結構是struct category_t，裏面存儲着分類的對象方法、類方法、屬性、協議信息
在程序運行的時候，runtime會將Category的數據，合併到類信息中（類對象、元類對象中）

11.Category和Class Extension的區別是什麼？

Class Extension在編譯的時候，它的數據就已經包含在類信息中
Category是在運行時，纔會將數據合併到類信息中

12.Category中有load方法嗎？load方法是什麼時候調用的？load 方法能繼承嗎？

有load方法
load方法在runtime加載類、分類的時候調用
load方法可以繼承，但是一般情況下不會主動去調用load方法，都是讓系統自動調用

13. initialize方法如何調用,以及調用時機

當類第一次收到消息的時候會調用類的initialize方法
是通過 runtime 的消息機制 objc_msgSend(obj,@selector()) 進行調用的
優先調用分類的 initialize, 如果沒有分類會調用子類的,如果子類未實現則調用父類的

14. load、initialize方法的區別什麼？它們在category中的調用的順序？以及出現繼承時他們之間的調用過程？

load 是類加載到內存時候調用, 優先父類->子類->分類
initialize 是類第一次收到消息時候調用,優先分類->子類->父類
同級別和編譯順序有關係
load 方法是在 main 函數之前調用的

15. Category能否添加成員變量？如果可以，如何給Category添加成員變量？

不能直接給Category添加成員變量，但是可以間接實現Category有成員變量的效果
Category是發生在運行時,編譯完畢,類的內存佈局已經確定,無法添加成員變量(Category的底層數據結構也沒有成員變量的結構)
可以通過 runtime 動態的關聯屬性

16. block的原理是怎樣的？本質是什麼？

block 本質其實是OC對象
block 內部封裝了函數調用以及調用環境

17. __block的作用是什麼？有什麼使用注意點？

如果需要在 block 內部修改外部的局部變量的值,就需要使用__block 修飾(全局變量和靜態變量不需要加__block 可以修改)
__block 修飾以後,局部變量的數據結構就會發生改變,底層會變成一個結構體的對象,結構內部會聲明一個 __block修飾變量的成員, 並且將 __block修飾變量的地址保存到堆內存中. 後面如果修改這個變量的值,可以通過 isa 指針找到這個結構體,進來修改這個變量的值;
可以在 block 內部修改變量的值

18. block的屬性修飾詞爲什麼是copy？使用block有哪些使用注意？

block 一旦沒有進行copy操作，就不會在堆上
使用注意：循環引用問題 (外部使用__weak 解決)

19. block在修改NSMutableArray，需不需要添加__block？

如果是操作 NSMutableArray 對象不需要,因爲 block 內部拷貝了 NSMutableArray對象的內存地址,實際是通過內存地址操作的
如果 NSMutableArray 對象要重新賦值,就需要加__block

20. Block 內部爲什麼不能修改局部變量,需要加__block

通過查看Block 源碼,可以發現, block 內部如果單純使用外部變量, 會在 block 內部創建同樣的一個變量,並且將外部變量的值引用過來..(只是將外部變量值拷貝到 block 內部), 內部這個變量和外部實際已經沒關係了
從另一方面分析,block 本質也是一個函數指針, 外部的變量也是一個局部變量,很有可能 block 在使用這個變量時候,外部變量已經釋放了,會造成錯誤
加了__block 以後, 會將外部變量的內存拷貝到堆中, 內存由 block 去管理.

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21. 講一下 OC 的消息機制

OC中的方法調用其實都是轉成了objc_msgSend函數的調用，給receiver（方法調用者）發送了一條消息（selector方法名）
objc_msgSend底層有3大階段
- 消息發送（當前類、父類中查找）、
- 動態方法解析、
- 消息轉發

22. 消息發送流程

當我們的一個 receiver(實例對象)收到消息的時候, 會通過 isa 指針找到他的類對象, 然後在類對象方法列表中查找對應的方法實現,如果未找到,則會通過 superClass 指針找到其父類的類對象, 找到則返回,未找打則會一級一級往上查到,最終到NSObject 對象, 如果還是未找到就會進行動態方法解析
類方法調用同上,只不過 isa 指針找到元類對象;

23. 動態方法解析機制

當我們發送消息未找到方法實現,就會進入第二步,動態方法解析: 代碼實現如下

//  動態方法綁定- 實例法法調用
+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel{
    if (sel == @selector(run)) {
        Method method = class_getInstanceMethod(self, @selector(test));
        class_addMethod(self, sel, method_getImplementation(method), method_getTypeEncoding(method));
        return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod:sel];
}
// 類方法調用
+(BOOL) resolveClassMethod:(SEL)sel....

24.消息轉發機制流程

未找到動態方法綁定,就會進行消息轉發階段

// 快速消息轉發- 指定消息處理對象
- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector{
    if (aSelector == @selector(run)) {
        return [Student new];
    }
    return  [super forwardingTargetForSelector:aSelector];
} 

// 標準消息轉發-消息簽名
- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector{
    if(aSelector == @selector(run))
    {
        return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:"];
    }
    return [super methodSignatureForSelector:aSelector];
}
- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation{
   //內部邏輯自己處理 
}

25. 什麼是Runtime？平時項目中有用過麼？

Objective-C runtime是一個運行時庫，它爲Objective-C語言的動態特性提供支持，我們所寫的OC代碼在運行時都轉成了runtime相關的代碼，類轉換成C語言對應的結構體，方法轉化爲C語言對應的函數，發消息轉成了C語言對應的函數調用。通過了解runtime以及源碼,可以更加深入的瞭解OC其特性和原理
OC是一門動態性比較強的編程語言，允許很多操作推遲到程序運行時再進行
OC的動態性就是由Runtime來支撐和實現的，Runtime是一套C語言的API，封裝了很多動態性相關的函數
平時編寫的OC代碼，底層都是轉換成了Runtime API進行調用

26. runtime具體應用

利用關聯對象（AssociatedObject）給分類添加屬性
遍歷類的所有成員變量（修改textfield的佔位文字顏色、字典轉模型、自動歸檔解檔）
交換方法實現（交換系統的方法）
利用消息轉發機制解決方法找不到的異常問題

27. unrecognized selector sent to instance 錯誤

該錯誤是基於OC的消息機制:

在方法列表中未找到方法實現
嘗試動態方法解析,也未綁定犯法
進行消息轉發,也未處理
最後進行報錯

28. 如果向一個nil對象發消息不會crash的話,那麼message sent to deallocated instance的錯誤是怎麼回事？

這是因爲這個對象已經被釋放了（引用計數爲0了），那麼這個時候再去調用方法肯定是會Crash的，因爲這個時候這個對象就是一個野指針（指向殭屍對象（對象的引用計數爲0，指針指向的內存已經不可用）的指針）了，安全的做法是釋放後將對象重新置爲nil，使它成爲一個空指針

29. 向一個nill對象發送消息會發生什麼？

OC中向nil發消息，什麼都不會方式,程序是不會崩潰的。
因爲OC的函數都是通過objc_msgSend進行消息發送來實現的，相對於C和C++來說，對於空指針的操作會引起crash問題，而objc_msgSend會通過判斷self來決定是否發送消息，如果self爲nil，那麼selector也會爲空，直接返回，不會出現問題。視方法返回值，向nil發消息可能會返回nil（返回值爲對象），0（返回值爲一些基礎數據）或0X0（返回值爲id）等。但對於[NSNull null]對象發送消息時，是會crash的，因爲NSNull類只有一個null方法

30. 代碼打印結果:

@interface Person : NSObject
@end
@implementation Person
@end

@interface Student : Person
@end
@implementation Student
- (instancetype)init{
    if (self= [super init]) {
        NSLog(@"%@", [self class]);
        NSLog(@"%@", [super class]);
        NSLog(@"%@", [self superclass]);
        NSLog(@"%@", [super superclass]);
    }
}
[self class] 和 [super class] 都是給當前類返送消息,spuer 表示在父類中查找
[self superClass]  和 [super superclass] 也是也當前類發消息,返回父類
第一個打印:
Student / Student/ Person / Person

31. 代碼運行結果?

BOOL res1 = [[NSObject class] isKindOfClass:[NSObject class]];
BOOL res2 = [[NSObject class] isMemberOfClass:[NSObject class]];
BOOL res3 = [[Person class] isKindOfClass:[Person class]];
BOOL res4 = [[Person class] isMemberOfClass:[Person class]];
NSLog(@"%d-%d-%d-%d",res1, res2, res3, res4);

isKindOfClass 表示對象是否爲當前類或者子類的類型
isMemberOfClass 表示是否爲當前類的的類型
isMemberOfClass 分爲- 對象方法和+ 類方法2中
- (bool)isMemberOfClass; 比較的是類對象
+ (bool)isMemberOfClass; 比較的是元類

打印結果: 1 ,0, 0, 0

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32. 講講 RunLoop，項目中有用到嗎？

runloop運行循環,保證程序一直運行,主線程默認開啓
用於處理線程上的各種事件,定時器等
可以提高程序性能,節約CPU資源,有事情做就做,沒事情做就讓線程休眠
應用範疇:
定時器,事件響應,手勢識別,界面刷新,以及autoreleasePool 等等

33. runloop內部實現邏輯？

實際上 RunLoop 就是這樣一個函數，其內部是一個 do-while 循環。當你調用 CFRunLoopRun() 時，線程就會一直停留在這個循環裏；直到超時或被手動停止，該函數纔會返回。

34. runloop和線程的關係？

每條線程都有唯一的一個與之對應的RunLoop對象
RunLoop保存在一個全局的Dictionary裏，線程作爲key，RunLoop作爲value
線程剛創建時並沒有RunLoop對象，RunLoop會在第一次獲取它時創建
RunLoop會在線程結束時銷燬
主線程的RunLoop已經自動獲取（創建），子線程默認沒有開啓RunLoop

35. timer 與 runloop 的關係？

timer 定時器,是基於 runloop 來實現的, runloop 在運行循環當中,監聽到了定製器就會執行;所以 timer 需要添加到 runloop 中去, 注意子線程的 runloop 默認是不開啓的,如果在子線程執行 timer 需要手動開啓 runloop

36. 程序中添加每3秒響應一次的NSTimer，當拖動tableview時timer可能無法響應要怎麼解決？

將 timer 對象添加到 runloop 中,並修改 runloop 的運行 mode

 NSTimer *timer = [NSTimer timerWithTimeInterval:1 repeats:YES block:nil];
 [[NSRunLoop currentRunLoop] addTimer:timer forMode:NSRunLoopCommonModes];

37. runloop的mode作用是什麼？

runloop 只能在一種 mode 下運行, 做不同的事情,runloop 會切換到對應的 model 下來執行,默認是 kCFRunLoopDefaultMode 如果視圖滑動再回切換到 UITrackingRunLoopMode,如果需要在多種 mode 下運行則需要手動設置 kCFRunLoopCommonModes;

kCFRunLoopDefaultMode：App的默認Mode，通常主線程是在這個Mode下運行
UITrackingRunLoopMode：界面跟蹤 Mode，用於 ScrollView 追蹤觸摸滑動，保證界面滑動時不受其他 Mode 影響
UIInitializationRunLoopMode: 在剛啓動 App 時第進入的第一個 Mode，啓動完成後就不再使用，會切換到kCFRunLoopDefaultMode
GSEventReceiveRunLoopMode: 接受系統事件的內部 Mode，通常用不到
kCFRunLoopCommonModes: 這是一個佔位用的Mode，作爲標記kCFRunLoopDefaultMode和UITrackingRunLoopMode用，並不是一種真正的Mode

38. 使用method swizzling要注意什麼?

方式無限循環
進行版本迭代的時候需要進行一些檢驗，防止系統庫的函數發生了變化

39. 一個系統方法被多次交換,會有什麼影響嗎?以及調用順序?原理

都會執行,後交換的會先調用.

第一次交換   viewwillAppAppear 和 test1 的指向的方法實現地址發生變化
第二次交換   viewwillAppAppear 和 test2 實際上等於是 test2 和 test1 進行了交換,因爲 viewwillAppAppear 已經變爲了 test1了.

調用 --> viewwillAppAppear
實際調用順序 -->test2--->test1-->viewwillAppAppear
形成一個閉環:viewwillAppAppear 也只會調用一次

40. runloop 主線程監聽卡頓

用戶層面感知的卡頓都是來自處理所有UI的主線程上，包括在主線程上進行的大計算，大量的IO操作，或者比較重的繪製工作。
如何監控主線程呢，首先需要知道的是主線程和其它線程一樣都是靠NSRunLoop來驅動的。可以先看看CFRunLoopRun的大概的邏輯 ,不難發現NSRunLoop調用方法主要就是在kCFRunLoopBeforeSources和kCFRunLoopBeforeWaiting之間,還有kCFRunLoopAfterWaiting之後,也就是如果我們發現這兩個時間內耗時太長,那麼就可以判定出此時主線程卡頓.只需要另外再開啓一個線程,實時計算這兩個狀態區域之間的耗時是否到達某個閥值,便能揪出這些性能殺手.
用GCD裏的dispatch_semaphore_t開啓一個新線程，設置一個極限值和出現次數的值，然後獲取主線程上在kCFRunLoopBeforeSources到kCFRunLoopBeforeWaiting再到kCFRunLoopAfterWaiting兩個狀態之間的超過了極限值和出現次數的場景，將堆棧dump下來，最後發到服務器做收集，通過堆棧能夠找到對應出問題的那個方法。

- (void)start
{
    if (observer)
        return;

    // // 創建信號
    semaphore = dispatch_semaphore_create(0);

    // 註冊RunLoop狀態觀察
    CFRunLoopObserverContext context = {0,(__bridge void*)self,NULL,NULL};
    observer = CFRunLoopObserverCreate(kCFAllocatorDefault,
                                       kCFRunLoopAllActivities,
                                       YES,
                                       0,
                                       &runLoopObserverCallBack,
                                       &context);
    CFRunLoopAddObserver(CFRunLoopGetMain(), observer, kCFRunLoopCommonModes);

    // 在子線程監控時長
    dispatch_async(dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{
        while (YES)
        {
            // 假定連續5次超時50ms認爲卡頓(當然也包含了單次超時250ms)
            long st = dispatch_semaphore_wait(semaphore, dispatch_time(DISPATCH_TIME_NOW, 50*NSEC_PER_MSEC));
            // Returns zero on success, or non-zero if the timeout occurred.
            if (st != 0)
            {
                if (!observer)
                {
                    timeoutCount = 0;
                    semaphore = 0;
                    activity = 0;
                    return;
                }

                // kCFRunLoopBeforeSources 即將處理source kCFRunLoopAfterWaiting 剛從睡眠中喚醒
                // RunLoop會一直循環檢測，從線程start到線程end，檢測檢測到事件源（CFRunLoopSourceRef）執行處理函數，首先會產生通知，corefunction向線程添加runloopObservers來監聽事件，並控制NSRunLoop裏面線程的執行和休眠，在有事情做的時候使當前NSRunLoop控制的線程工作，沒有事情做讓當前NSRunLoop的控制的線程休眠。

                if (activity == kCFRunLoopBeforeSources || activity == kCFRunLoopAfterWaiting)
                {

                    if (++timeoutCount < 3)
                        continue;

                     NSLog(@"有點兒卡");
                }
            }
            timeoutCount = 0;
        }
    });
}

41. _objc_msgForward 函數是做什麼的?直接調用它將會發生什麼?

_objc_msgForward 是 IMP 類型，用於消息轉發的:當向一個對象發送一條消息，但它並沒有實現的時候，_objc_msgForward 會嘗試做消息轉發
直接調用_objc_msgForward 是非常危險的事，這是把雙刃刀，如果用不好會直接導致程序 Crash，但是如果用得好，能做很多非常酷的事
JSPatch 就是直接調用_objc_msgForward 來實現其核心功能的

42. 如何打印一個類中的所有實例變量

OC的類實際上是一個objc_class類型的結構體,包含了實例變量列表: (objc_ivar_list),可以通過 runtime 函數來獲取這個列表:
OBJC_EXPORT Ivar _Nonnull * _Nullable class_copyIvarList(Class _Nullable cls, unsigned int * _Nullable outCount)

例子:

Student *stu = [[Student alloc]init];
stu.stu_name = @"alex";
stu.stu_age = 10;

unsigned int count = 0;
Ivar *list = class_copyIvarList([stu class], &count);
NSMutableDictionary * dict = [NSMutableDictionary dictionary];
for (int i = 0; i< count; i++){
    id iVarName = [NSString stringWithUTF8String:ivar_getName(list[i])];
    dict[iVarName] = [stu valueForKey:iVarName];
}

NSLog(@"%@",dict);

43. 如何使用 rumtime 動態添加一個類

runtime 很強大.可以動態的創建一個全新的類或對象

// 添加一個繼承NSObject的類 類名是MyClass
Class MyClass = objc_allocateClassPair([NSObject class], "MyClass", 0);
// 增加實例變量
class_addIvar(MyClass, "_age", sizeof(NSString *), 0, "@");
//註冊這個類到runtime系統中就可以使用他了
objc_registerClassPair(MyClass);
//生成了一個實例化對象
id myobj = [[MyClass alloc] init];
//給剛剛添加的變量賦值
[myobj setValue:@30 forKey:@"age"];
// 打印
NSLog(@"age= %@",[myobj valueForKey:@"age"]);

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再次說一聲，對於答案，不一定都合適，歡迎大家積極討論；整理不易，如果您覺得還不錯，麻煩在文末 “點個贊” ，或者留下您的評論“Mark” 一下，謝謝您的支持

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10.Category的實現原理

11.Category和Class Extension的區別是什麼？

12.Category中有load方法嗎？load方法是什麼時候調用的？load 方法能繼承嗎？

13. initialize方法如何調用,以及調用時機

14. load、initialize方法的區別什麼？它們在category中的調用的順序？以及出現繼承時他們之間的調用過程？

15. Category能否添加成員變量？如果可以，如何給Category添加成員變量？

16. block的原理是怎樣的？本質是什麼？

17. __block的作用是什麼？有什麼使用注意點？

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26. runtime具體應用

27. unrecognized selector sent to instance 錯誤

28. 如果向一個nil對象發消息不會crash的話,那麼message sent to deallocated instance的錯誤是怎麼回事？

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31. 代碼運行結果?

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36. 程序中添加每3秒響應一次的NSTimer，當拖動tableview時timer可能無法響應要怎麼解決？

37. runloop的mode作用是什麼？

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