2021- iOS 面試題分析(二)

1.回顧

在之前的博客中，對OC底層進行了一系列的源碼的探索分析，上一篇博客也對一些面試題進行了回答和分析，本篇博客繼續面試題分析！

2. iOS面試題分析

2.1 ⽅法的本質？sel是什麼？IMP是什麼？兩者之間的關係⼜是什麼？

• 方法的本質:發送消息流程

1. 快速消息查找 (objc_msgSend)，cache_t 緩存查找消息。
2. 慢速消息查找（lookUpImpOrForward）遞歸自己以及父類，自己找不到去父類緩存中找，依然找不到會進行父類慢速查找，直到找到nil。
3. 查找不到消息進行動態方法解析（resolveInstanceMethod/resolveClassMethod）。resolveClassMethod的過程中如果沒有找到方法，會調用resolveInstanceMethod。
4. 消息快速轉發（forwardingTargetForSelector），相當於找消息備用接收者。
5. 消息慢速轉發(methodSignatureForSelector & forwardInvocation)，在仍然沒有解決問題後在methodSignatureForSelector的時候會再進行一次慢速消息查找（這次不進行消息轉發）。
6. 最後仍然沒有解決問題會進入doesNotRecognizeSelector拋出異常。

• sel是方法編號，在read_images 期間就編譯進入了內存。
• imp 就是函數實現指針 ，找imp就是找函數的過程。

可以將sel-imp理解爲書本的目錄，sel書本目錄的名稱，imp 就是書本的⻚碼。查找具體的函數就是想看這本書裏面具體篇章的內容。

• 1：我們⾸先知道想看什麼 -- > tittle (sel)

• 2：根據⽬錄對應的⻚碼 -- >(imp)

• 3：翻到具體的內容

• imp與SEL 的關係

SEL : ⽅法編號 IMP : 函數指針地址 SEL 相當於書本⽬錄的名稱 IMP : 相當於書本⽬錄的⻚碼

1. ⾸先明⽩我們要找到書本的什麼內容 (sel ⽬錄⾥⾯的名稱)
2. 通過名稱找到對應的本⻚碼 (imp)
3. 通過⻚碼去定位具體的內容

2.2 能否向編譯後的得到的類中增加實例變量？能否向運⾏時創建的類中添加實例變量

不能向編譯後的得到的類中增加實例變量

原因：我們編譯好的實例變量存儲的位置在 ro，⼀旦編譯完成，內存結構就完全確定了，是⽆法進行任何修改的。

只要內沒有註冊到內存還是可以添加

可以通過關聯對象的方式添加屬性，方法等

主要用到了objc_setAssociatedObject，objc_getAssociatedObject以及objc_removeAssociatedObjects方法

當我們的對象釋放的時候 --> dealloc 1: c++ 函數釋放: object_cxxDestruct 2: 移除關聯屬性 : _object_remove_assocations 3: 將弱引⽤⾃動設置 nil : weak_clear_no_lock(&table.weak_table, (id)this) 4: 引⽤計數處理: table.refcnts.erase(this) 4: 銷燬對象: free(obj)

2.3 [self class]和[super class]的區別以及原理分析。

我先來看看如下，代碼

@implementation LGTeacher
- (instancetype)init{
    self = [super init];
    if (self) {
        NSLog(@"%@ - %@",[self class],[super class]);
    }
    return self;
}

代碼運行結果如下：

2021-07-30 10:49:10.213169+0800 ObjcBuild[65615:2453340] LGTeacher--LGTeacher

[self class]打印結果可以理解，這[super class]打印就很懵了

太意想不到了，那麼clang一下看看，是objc_msgSendSuper

之後debug一下，彙編跟蹤看看

不看不要緊，一看更懵逼！什麼鬼👻？？？不是發送objc_msgSendSuper消息嗎？怎麼又變成objc_msgSendSuper2了啊！現在腦殼嗡嗡的！百思不得其解。

- (Class)class {
    return object_getClass(self);
}

Class object_getClass(id obj)
{
    if (obj) return obj->getIsa();
    else return Nil;
}

• class是NSObject的方法，class的隱藏參數是id self, SEL _cmd。所以[self class] 就是發送消息objc_msgSend，消息接受者是 self 和方法編號class。所以返回LGTeacher。
• 對於super來說它是沒有這個參數的。它不是參數名，是一個編譯器關鍵字。在clang中編譯後調用的是objc_msgSendSuper方法。

objc_msgSendSuper(void /* struct objc_super *super, SEL op, ... */ )

objc_msgSendSuper有兩個參數objc_super和SEL

• objc_super

/// Specifies the superclass of an instance. 
struct objc_super {
    __unsafe_unretained _Nonnull id receiver;
#if !defined(__cplusplus)  &&  !__OBJC2__
    __unsafe_unretained _Nonnull Class class;
#else
    __unsafe_unretained _Nonnull Class super_class;
#endif
};
#endif

其中的一個參數receiver是消息接收者，super_class爲第一個被查找的類，但是實際它調用的是objc_msgSendSuper2，上面也驗證過了。

• objc_msgSendSuper2

// objc_msgSendSuper2() takes the current search class, not its superclass.
OBJC_EXPORT id _Nullable
objc_msgSendSuper2(struct objc_super * _Nonnull super, SEL _Nonnull op, ...)

從源碼的註釋中也可以發現super_class應該就是當前類。

• objc_msgSendSuper與objc_msgSendSuper2實現如下：

    ENTRY _objc_msgSendSuper
    UNWIND _objc_msgSendSuper, NoFrame
    //p0存儲receiver，p16存儲class
    ldp p0, p16, [x0]       // p0 = real receiver, p16 = class
    //跳轉到 L_objc_msgSendSuper2_body 的實現
    b L_objc_msgSendSuper2_body

    END_ENTRY _objc_msgSendSuper

    // no _objc_msgLookupSuper

    ENTRY _objc_msgSendSuper2
    UNWIND _objc_msgSendSuper2, NoFrame

#if __has_feature(ptrauth_calls)
    ldp x0, x17, [x0]       // x0 = real receiver, x17 = class
    //讀取
    add x17, x17, #SUPERCLASS   // x17 = &class->superclass
    ldr x16, [x17]      // x16 = class->superclass
    AuthISASuper x16, x17, ISA_SIGNING_DISCRIMINATOR_CLASS_SUPERCLASS
LMsgSendSuperResume:
#else
    //ldp讀取兩個寄存器，將objc_super解析成receiver和class
    ldp p0, p16, [x0]       // p0 = real receiver, p16 = class
    //通過class找到superclass
    ldr p16, [x16, #SUPERCLASS] // p16 = class->superclass
#endif
L_objc_msgSendSuper2_body:
    //查找緩存
    CacheLookup NORMAL, _objc_msgSendSuper2, __objc_msgSend_uncached

    END_ENTRY _objc_msgSendSuper2

從上面arm64的彙編源碼可以知道_objc_msgSendSuper跳轉到_objc_msgSendSuper2，區別是_objc_msgSendSuper直接調用，objc_msgSendSuper2通過cls獲取了superClass。也就是說objc_msgSendSuper傳遞的objc_super中superClass爲父類，objc_msgSendSuper2傳遞的objc_super中superClass爲自己，在彙編代碼中進行了父類的獲取。

那麼[super class]中receiver決定了消息的接收者，從上面的解釋中也可以知道，這裏的接受者還是self也就是LGTeacher

所以[super class]也打印的是LGTeacher。

• 在llvm中實現源碼如下：

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