iOS基础知识备忘

1、weak关键字的作用

weak的作用是弱引用，它修饰的对象在释放时会置为nil，避免错误的内存访问。一般用于delegate、block、NSTimer中，避免循环引用造成的内存泄漏问题。

weak修饰的对象释放时，weak指针自动置为nil的原理？

runtime维护了一张weak表，存储了指向某个对象的weak指针地址。weak表其实是一个哈希表，key是指向某个对象的地址，value是指向某个对象的weak指针地址数组，当该对象被销毁时，会根据该对象的地址（key）获取指向该对象的weak指针数组，然后遍历该数组将weak指针依次置为nil，从weak表中删除该记录，最后从引用计数表中删除废弃对象的地址为键值的记录。

系统如何知道哪些对象是被__weak修饰过的？

在arm64架构之前，isa就是一个普通的指针，存储着Class、Meta-Class对象的内存地址
从arm64架构开始，对isa进行了优化，变成了一个共用体（union）结构，还使用位域来存储更多的信息
isa的结构中有一个weakly_referenced的成员变量，该成员变量记录了对象是否被弱引用指向过。

//isa的底层数据结构
union isa_t {
    Class cls;
    uintptr_t bits;

    struct {
      uintptr_t nonpointer        : 1;                                         \
      uintptr_t has_assoc         : 1;                                         \
      uintptr_t has_cxx_dtor      : 1;                                         \
      uintptr_t shiftcls          : 44; /*MACH_VM_MAX_ADDRESS 0x7fffffe00000*/ \
      uintptr_t magic             : 6;                                         \
      uintptr_t weakly_referenced : 1;                                         \
      uintptr_t deallocating      : 1;                                         \
      uintptr_t has_sidetable_rc  : 1;                                         \
      uintptr_t extra_rc          : 8
    };
};

isa位域.png

2、引用循环

当两个不同的对象各有一个强引用指向对方的时候，就会造成循环引用。

NSTimer是如何造成循环引用的？

在ViewController（简称VC）中使用timer属性时，VC强引用timer，timer的target又是VC，就造成了循环引用。当你在VC的dealloc方法中调用timer的invalidate方法来销毁timer时，会发现pop出当前VC时，并没有调用dealloc方法，VC在等timer释放后才走dealloc，而timer的释放在dealloc中，所以就造成了循环引用。

如何解决NSTimer的循环引用？

苹果新的api接口解决方案（iOS10.0以上可用）
使用NSProxy方案
对NSTimer进行封装

参考资料

3、OC对象的本质

一个NSObject对象占用多少内存？

系统分配了16个字节给NSObject对象（通过malloc_size函数获得）；
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）；

对象的isa指针指向哪里？

instance对象的isa指向class对象；
class对象的isa指向meta-class对象；
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？

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

4、TCP拥堵、TCP丢包问题

参考资料

5、https配置流程

http与https的区别？
1、https需要到ca申请证书，一般免费证书很少，需要交费；
2、http是超文本传输协议，信息是明文传输，https是具有安全性的SSL加密传输协议；
3、http和https的连接方式不同，用的端口也不同，前者是80，后者是443；
4、http的连接很简单，是无状态的；https协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，比http协议安全；

iOS配置流程？

项目中网络交互基于AFN，要求AFN版本在3.0以上。代码部分：

// 设置AFN请求管理者的时候，添加SSL认证:

// 1.获得请求管理者
AFHTTPSessionManager *manager = [AFHTTPSessionManager manager];
// 2.加上这个函数，https ssl 验证。
[manager setSecurityPolicy:[self customSecurityPolicy]];

// https ssl 验证函数
- (AFSecurityPolicy *)customSecurityPolicy
{
    // 先导入证书
    NSString *cerPath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"xxx" ofType:@"cer"];//证书的路径
    NSData *cerData = [NSData dataWithContentsOfFile:cerPath];

    // AFSSLPinningModeCertificate 使用证书验证模式
    AFSecurityPolicy *securityPolicy = [AFSecurityPolicy policyWithPinningMode:AFSSLPinningModeCertificate];
    securityPolicy.pinnedCertificates = [NSSet setWithObject:cerData];
    
    // allowInvalidCertificates 是否允许无效证书(也就是自建的证书)，默认为NO
    securityPolicy.allowInvalidCertificates = NO;
    //validatesDomainName 是否需要验证域名，默认为YES;
    securityPolicy.validatesDomainName = YES;
    
    return securityPolicy;
}
// 3.关于证书
从沃通获取到HTTPS证书后，会得到一个有密码的压缩包文件，使用for other server里面的domain.crt的证书文件。

6、atomic属性作用？

atomic修饰的对象，setter和getter方法是线程安全的（因为在setter和getter赋值取值的时候添加了自旋锁），但不能保证整个对象的线程安全。

为什么说atomic没办法保证整个对象的线程安全?

1.对于NSArray类型 @property(atomic)NSArray *array我们用atomic修饰，数组的添加和删除并不是线程安全的，这是因为数组比较特殊，我们要分成两部分考虑，一部分是&array也就是这个数组本身，另一部分是他所指向的内存部分。atomic限制的只是&array部分，对于它指向的对象没有任何限制。
atomic表示，我TM也很冤啊！！！！

2.当线程A进行写操作，这时其他线程的读或者写操作会因为该操作而等待。当A线程的写操作结束后，B线程进行写操作，然后当A线程需要读操作时，却获得了在B线程中的值，这就破坏了线程安全，如果有线程C在A线程读操作前release了该属性，那么还会导致程序崩溃。所以仅仅使用atomic并不会使得线程安全，我们还要为线程添加lock来确保线程的安全。
个人觉得这个就有点杠精的意味了，atomic还要管到你方法外面去了？？？？？不过面试人家问你还要这么答，要严谨！！，

7、iOS用什么方式实现对一个对象的KVO？（KVO的本质是什么？）

利用runtime API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；
当修改instance对象的属性时，会调用Foundation的_NSSetxxxValueAndNotify函数；
_NSSetxxxValueAndNotify内部会调用：
willChangeValueForKey:
父类原来的setter方法
didChangeValueForKey:
didChangeValueForKey: 方法内部会触发监听器（Observer）的监听方法observeValueForKeyPath: ofObject: change: context:

如何手动触发KVO？

手动调用willChangeValueForKey: 和 didChangeValueForKey: 方法

直接修改成员变量会触发KVO吗？

不会触发KVO

8、通过KVC修改属性会触发KVO吗？

会触发KVO

KVC的赋值和取值过程是怎样的？原理是什么？

赋值过程即`[setValue: forKey:]` 方法实现原理：

按照 setKey:、_setKey:顺序查找方法
a> 找到了方法，传递参数调用方法
b> 没找到方法，查看+(BOOL)accessInstanceVariablesDirectly方法的返回值
返回值为YES，按照 _key、_isKey、key、isKey顺序来查找成员变量
找到成员变量直接赋值
找不到成员变量调用setValue: forUndefinedKey:方法，并抛出异常NSUnknownKeyException
返回值为NO，调用setValue: forUndefinedKey:方法，并抛出异常NSUnknownKeyException
+(BOOL)accessInstanceVariablesDirectly方法的默认返回值是YES

取值过程：

首先按照getKey、key、isKey、_key顺序查找方法
a>找到了方法，调用方法取值
b>未找到方法，查看+(BOOL)accessInstanceVariablesDirectly方法的返回值
返回值为YES，按照_key、_isKey、key、isKey顺序查找成员变量
找到成员变量，就返回该成员变量的值
未找到成员变量，调用valueForUndefinedKey:方法，并抛出异常NSUnknownKeyException
返回值为NO，调用valueForUndefinedKey:方法，并抛出异常NSUnknownKeyException

9、Category的实现原理？

Category编译后的底层结构是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、元类对象中）

Category的加载处理过程？

通过runtime加载某个类的所有Category数据
把所有Category的方法、属性、协议数据，合并到一个大数组中
后参与编译的Category数据，会在数组的前面
将合并后的分类数据（方法、属性、协议），插入到类原来数据的前面

Category和Class Extension的区别是什么？

Class Extension在编译的时候，它的数据就已经包含在类信息中
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方法在什么时候调用的？load方法能继承吗？

有load方法
load方法在runtime加载类、分类的时候调用
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中的调用顺序？以及出现继承时它们之间的调用过程？

区别

调用方式
1> load是根据函数地址直接调用
2> initialize是通过objc_msgSend调用
调用时刻
1> load是runtime加载类、分类的时候调用（只会调用一次）
2> 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）

调用顺序

load
1> 先调用类的load
a) 先编译的类，优先调用
b) 调用子类的load方法之前，会先调用父类的load方法

2> 再调用分类的load
a) 先编译的分类，优先调用
initialize
1> 先初始化父类
2> 再初始化子类（可能最终调用的是父类的initialize方法）
3> 如果子类没有实现initialize方法，会调用父类的initialize，所以父类的initialize可能会被调用多次
4> 如果分类实现了initialize方法，就覆盖类本身的initialize调用

Category能否添加成员变量？如果可以，如何添加？

不能直接给Category添加成员变量，但可以通过runtime的API间接实现Category有成员变量的效果。
添加关联对象：
void objc_setAssociatedObject(id object, const void * key, id value, objc_AssociationPolicy policy)
获得关联对象：
id objc_getAssociatedObject(id object, const void * key)
移除所有关联对象：
void objc_removeAssociatedObjects(id object)

10、讲一下OC的消息机制？

OC的方法调用其实都会转成objc_msgSend函数的调用，给receiver（方法调用者）发送了一条消息（方法名）。
objc_msgSend函数底层有三大阶段：
1>消息发送（当前类、父类中查找方法）

消息发送阶段，查找方法的过程

2>动态方法解析（消息发送阶段未找到方法实现，开发者可以在这个阶段实现+resolveInstanceMethod:或+resolveClassMethod:方法来动态添加方法实现。动态解析过后，会重新走 消息发送 的流程，并且是直接“从receiverClass的cache中查找方法”这一步开始执行）

动态方法解析过程

3>消息转发（如果在 动态方法解析 过程没有做动态添加方法实现的处理，那么程序会进入消息转发过程）

首先会调用forwardingTargetForSelector:方法A，返回值为nil，会继续调用methodSignatureForSelector:方法B，若返回值为nil，程序会报错，抛出找不到方法选择器的经典错误。
若方法AforwardingTargetForSelector:的返回值不为nil，就代表转发成功，这条消息（方法实现）由返回值处理：objc_msgSend(返回值, SEL)
若方法BmethodSignatureForSelector:的返回值不为nil，会继续调用forwardInvocation:方法C，开发者可以在该方法中自定义任何逻辑。
注：以上消息转发过程涉及到的方法A/B/C，都有对象方法、类方法两个版本（可以是减号-方法，也可以是加号+方法）

消息转发过程

11、对runtime的理解？在项目中的应用场景有哪些？

简单来说，OC是一门动态性比较强的编程语言，允许很多操作推迟到程序运行时再进行。
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。
平时编写的OC代码，底层都是转换成了runtimeAPI进行调用。

应用场景

利用关联对象（objc_setAssociatedObject）给分类添加属性。
遍历类的所有成员变量（修改文本框占位文字颜色、字典转模型、自动归解档）
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

12、block的本质？

block本质也是一个OC对象，它内部也有一个isa指针。
block是封装了函数调用以及函数调用环境的OC对象。

block的变量捕获机制

为了保证block内部能正常访问外部的变量，block有个变量捕获机制：

block变量捕获.png

block的类型

block有三种类型，可通过class方法或isa指针查看具体类型，最终都是继承自NSBlock类型：

1、没有访问auto变量：             __NSGlobalBlock__ （_NSConcreteGlobalBlock）    
2、访问了auto变量：               __NSStackBlock__  （_NSConcreteStackBlock）     
3、__NSStackBlock__调用了copy：  __NSMallocBlock__ （_NSConcreteMallocBlock）

各类型block在内存上的存储区域.png

每一种类型的block调用了copy后的结果如下：

各类型block调用copy的结果.png