"2022" 新 iOS 开发进阶+面试大全（二）

这篇文章可能有点长，所以分了三篇文章记录。内容来自网上的面试题以及自己面试过程中遇到的问题总结，也会定期更新，不合理的地方欢迎指正。

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八、iOS 中内省的几个方法？

对象在运行时获取其类型的能力称为内省。内省可以有多种方法实现。

OC运行时内省的4个方法：

判断对象类型:

-(BOOL) isKindOfClass:            判断是否是这个类或者这个类的子类的实例
-(BOOL) isMemberOfClass:      判断是否是这个类的实例

判断对象/类是否有这个方法

-(BOOL) respondsToSelector:                      判读实例是否有这样方法
+(BOOL) instancesRespondToSelector:      判断类是否有这个方法

在 Objective-C 中，id类型类似于(void*) ，可以指向任何类的对象，但在运行时对象的类型不再是id，而是该对象真正所属的类。

Person *person = [[Person alloc] init];  
NSArray *arr = @[person];
id  obj = arr[0];    //OC集合中取出的对象都是id类型
此时可通过
BOOL  isPersonClass = [obj  isKindOfClass: [Person class] ];
来判断obj是否Person类型或其子类的对象。

在 Objective-C 中，用父类类型定义的指针，可以指向其子类的对象，但在运行时对象真实类型会是子类。

//例如 Boy是Person的子类，现定义：
Person  *p = [[Boy alloc] init];
可通过 BOOL  isBoy = [p  isMemberOfClass: [Boy class] ]; 
判断Person *类型的p是否是Boy类型。

九、class方法和objc_getClass方法有什么区别?

1.当参数obj为Object实例对象
object_getClass(obj)与[obj class]输出结果一直，均获得isa指针，即指向类对象的指针。
2.当参数obj为Class类对象
object_getClass(obj)返回类对象中的isa指针，即指向元类对象的指针；[obj class]返回的则是其本身。
3.当参数obj为Metaclass类对象
object_getClass(obj)返回元类对象中的isa指针，因为元类对象的isa指针指向根类，所有返回的是根类对象的地址指针；[obj class]返回的则是其本身。
4.obj为Rootclass类对象
object_getClass(obj)返回根类对象中的isa指针，因为跟类对象的isa指针指向Rootclass‘s metaclass(根元类)，即返回的是根元类的地址指针；[obj class]返回的则是其本身。

总结：
经上面初步的探索得知，object_getClass(obj)返回的是obj中的isa指针；而[obj class]则分两种情况：一是当obj为实例对象时，[obj class]中class是实例方法：- (Class)class，返回的obj对象中的isa指针；二是当obj为类对象（包括元类和根类以及根元类）时，调用的是类方法：+ (Class)class，返回的结果为其本身。

十、在运行时创建类的方法objc_allocateClassPair的方法名尾部为什么是pair（成对的意思）？

// 创建一个新类和元类
Class objc_allocateClassPair ( Class superclass, const char *name, size_t extraBytes );
// 销毁一个类及其相关联的类
void objc_disposeClassPair ( Class cls );
// 在应用中注册由objc_allocateClassPair创建的类
void objc_registerClassPair ( Class cls );

objc_allocateClassPair 函数：如果我们要创建一个根类，则superclass指定为Nil。extraBytes通常指定为0，该参数是分配给类和元类对象尾部的索引ivars的字节数。

十一、一个int变量被__block修饰与否的区别？

没有修饰，被block捕获，是值拷贝。
使用__block修饰,会生成一个结构体，复制int的引用地址。达到修改数据。

1、block截获自动变量（局部变量）值

对于 block 外的变量引用，block 默认是将其复制到其数据结构中来实现访问的。也就是说block的自动变量截获只针对block内部使用的自动变量, 不使用则不截获, 因为截获的自动变量会存储于block的结构体内部, 会导致block体积变大。特别要注意的是默认情况下block只能访问不能修改局部变量的值。

image

2、 __block 修饰的外部变量

对于用 __block 修饰的外部变量引用，block 是复制其引用地址来实现访问的。block可以修改__block 修饰的外部变量的值。

image

3、Block的存储域及copy操作

先来思考一下：Block是存储在栈上还是堆上呢？
其实，block有三种类型：

全局块(_NSConcreteGlobalBlock)
栈块(_NSConcreteStackBlock)
堆块(_NSConcreteMallocBlock)

全局块存在于全局内存中, 相当于单例.
栈块存在于栈内存中, 超出其作用域则马上被销毁
堆块存在于堆内存中, 是一个带引用计数的对象, 需要自行管理其内存
简而言之，存储在栈中的Block就是栈块、存储在堆中的就是堆块、既不在栈中也不在堆中的块就是全局块。

遇到一个Block，我们怎么这个Block的存储位置呢？

（1）Block不访问外界变量（包括栈中和堆中的变量）

Block 既不在栈又不在堆中，在代码段中，ARC和MRC下都是如此。此时为全局块。

（2）Block访问外界变量

MRC 环境下：访问外界变量的 Block 默认存储栈中。
ARC 环境下：访问外界变量的 Block 默认存储在堆中（实际是放在栈区，然后ARC情况下自动又拷贝到堆区），自动释放。

4、防止 Block 循环引用
Block 循环引用的情况：
某个类将 block 作为自己的属性变量，然后该类在 block 的方法体里面又使用了该类本身，如下：

self.someBlock = ^(Type var){
    [self dosomething];
};

解决办法：

（1）ARC 下：使用 __weak

__weak typeof(self) weakSelf = self;
self.someBlock = ^(Type var){
   [weakSelf dosomething];
};

（2）MRC 下：使用 __block

__block typeof(self) blockSelf = self;
self.someBlock = ^(Type var){
   [blockSelf dosomething];
};

值得注意的是，在ARC下，使用 __block 也有可能带来的循环引用，如下：

// 循环引用 self -> _attributBlock -> tmp -> self
typedef void (^Block)();
@interface TestObj : NSObject
{
    Block _attributBlock;
}
@end

@implementation TestObj
- (id)init {
    self = [super init];
    __block id tmp = self;
    self.attributBlock = ^{
        NSLog(@"Self = %@",tmp);
        tmp = nil;
   };
}

- (void)execBlock {
    self.attributBlock();
}
@end

// 使用类
id obj = [[TestObj alloc] init];
[obj execBlock]; // 如果不调用此方法，tmp 永远不会置 nil，内存泄露会一直在

5、有时候我们经常也会被问到block为什么常使用copy关键字？

block 使用 copy 是从 MRC遗留下来的“传统”,在 MRC 中,方法内部的 block 是在栈区的,使用 copy 可以把它放到堆区.在 ARC 中写不写都行：对于 block 使用 copy 还是 strong 效果是一样的，但写上 copy 也无伤大雅，还能时刻提醒我们：编译器自动对 block 进行了 copy 操作。
如果不写 copy ，该类的调用者有可能会忘记或者根本不知道“编译器会自动对 block 进行了 copy 操作”

十二、为什么在block外部使用weak修饰的同时需要在内部使用strong修饰？

ARC环境中使用weak 的修饰符来修饰一个变量，防止其在block中被循环引用，而有些特殊情况下，我们在block中又使用__strong 来修饰这个在block外刚刚用__weak修饰的变量，这是因为在block中调用self会引起循环引用，而在block中需要对weakSelf进行__strong,保证代码在执行到block中，self不会被释放，当block执行完后，会自动释放该strongSelf；

_weak是为了解决循环引用问题,(如果block和对象相互持有就会形成循环引用)
而__strong在Block内部修饰的对象,会保证,在使用这个对象在block内,
这个对象都不会被释放,strongSelf仅仅是个局部变量，存在栈中，会在block执行结束后回收，不会再造成循环引用。

__strong主要是用在多线程中,防止对象被提前释放。

十三、什么是离屏渲染？什么情况下会触发？该如何应对？

离屏渲染就是在当前屏幕缓冲区以外，新开辟一个缓冲区进行操作。

离屏渲染出发的场景有以下：

圆角（maskToBounds并用才会触发）
图层蒙版
阴影
光栅化

为什么要有离屏渲染?

大家高中物理应该学过显示器是如何显示图像的：需要显示的图像经过CRT电子枪以极快的速度一行一行的扫描，扫描出来就呈现了一帧画面，随后电子枪又会回到初始位置循环扫描，形成了我们看到的图片或视频。

为了让显示器的显示跟视频控制器同步，当电子枪新扫描一行的时候，准备扫描的时发送一个水平同步信号(HSync信号)，显示器的刷新频率就是HSync信号产生的频率。然后CPU计算好frame等属性，将计算好的内容交给GPU去渲染，GPU渲染好之后就会放入帧缓冲区。然后视频控制器会按照HSync信号逐行读取帧缓冲区的数据，经过可能的数模转换传递给显示器，就显示出来了。具体的大家自行查找资料或询问相关专业人士，这里只参考网上资料做一个简单的描述。

离屏渲染的代价很高，想要进行离屏渲染，首选要创建一个新的缓冲区，屏幕渲染会有一个上下文环境的一个概念，离屏渲染的整个过程需要切换上下文环境，先从当前屏幕切换到离屏，等结束后，又要将上下文环境切换回来。这也是为什么会消耗性能的原因了。

由于垂直同步的机制，如果在一个 HSync 时间内，CPU 或者 GPU 没有完成内容提交，则那一帧就会被丢弃，等待下一次机会再显示，而这时显示屏会保留之前的内容不变。这就是界面卡顿的原因。

为什么要避免离屏渲染？

CPU GPU 在绘制渲染视图时做了大量的工作。离屏渲染发生在 GPU 层面上，会创建新的渲染缓冲区，会触发 OpenGL 的多通道渲染管线，图形上下文的切换会造成额外的开销，增加 GPU 工作量。如果 CPU GPU 累计耗时 16.67 毫秒还没有完成，就会造成卡顿掉帧。

圆角属性、蒙层遮罩 都会触发离屏渲染。指定了以上属性，标记了它在新的图形上下文中，在未愈合之前，不可以用于显示的时候就出发了离屏渲染。

在OpenGL中，GPU有2种渲染方式
- On-Screen Rendering：当前屏幕渲染，在当前用于显示的屏幕缓冲区进行渲染操作
- Off-Screen Rendering：离屏渲染，在当前屏幕缓冲区以外新开辟一个缓冲区进行渲染操作
离屏渲染消耗性能的原因
- 需要创建新的缓冲区
- 离屏渲染的整个过程，需要多次切换上下文环境，先是从当前屏幕（On-Screen）切换到离屏（Off-Screen）；等到离屏渲染结束以后，将离屏缓冲区的渲染结果显示到屏幕上，又需要将上下文环境从离屏切换到当前屏幕
哪些操作会触发离屏渲染？
- 光栅化，layer.shouldRasterize = YES
- 遮罩，layer.mask
- 圆角，同时设置 layer.masksToBounds = YES、layer.cornerRadius大于0
- 考虑通过 CoreGraphics 绘制裁剪圆角，或者叫美工提供圆角图片
- 阴影，layer.shadowXXX，如果设置了 layer.shadowPath 就不会产生离屏渲染

十三、反射是什么？可以举出几个应用场景么？

系统Foundation框架为我们提供了一些方法反射的API，我们可以通过这些API执行将字符串转为SEL等操作。由于OC语言的动态性，这些操作都是发生在运行时的。

// SEL和字符串转换
FOUNDATION_EXPORT NSString *NSStringFromSelector(SEL aSelector);
FOUNDATION_EXPORT SEL NSSelectorFromString(NSString *aSelectorName);
// Class和字符串转换
FOUNDATION_EXPORT NSString *NSStringFromClass(Class aClass);
FOUNDATION_EXPORT Class __nullable NSClassFromString(NSString *aClassName);
// Protocol和字符串转换
FOUNDATION_EXPORT NSString *NSStringFromProtocol(Protocol *proto) NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);
FOUNDATION_EXPORT Protocol * __nullable NSProtocolFromString(NSString *namestr) NS_AVAILABLE(10_5, 2_0);

通过这些方法，我们可以在运行时选择创建那个实例，并动态选择调用哪个方法。这些操作甚至可以由服务器传回来的参数来控制，我们可以将服务器传回来的类名和方法名，实例为我们的对象。

// 假设从服务器获取JSON串，通过这个JSON串获取需要创建的类为ViewController，并且调用这个类的getDataList方法。
Class class = NSClassFromString(@"ViewController");
ViewController *vc = [[class alloc] init];
SEL selector = NSSelectorFromString(@"getDataList");
[vc performSelector:selector];

反射机制使用技巧

假设有一天公司产品要实现一个需求：根据后台推送过来的数据，进行动态页面跳转，跳转到页面后根据返回到数据执行对应的操作。

遇到这样奇葩的需求，我们当然可以问产品都有哪些情况执行哪些方法，然后写一大堆if else判断或switch判断。
但是这种方法实现起来太low了，而且不够灵活，假设后续版本需求变了，还要往其他已有页面中跳转，这不就傻眼了吗....
这种情况反射机制就派上用场了，我们可以用反射机制动态的创建类并执行方法。当然也可以通过runtime来实现这个功能，但是我们当前需求反射机制已经足够满足需求了，如果遇到更加复杂的需求可以考虑用runtime来实现。
这时候就需要和后台配合了，我们首先需要和后台商量好返回的数据结构，以及数据格式、类型等，返回后我们按照和后台约定的格式，根据后台返回的信息，直接进行反射和调用即可。

假设和后台约定格式如下：

@{
     // 类名
     @"className" : @"UserListViewController", 
     // 数据参数
     @"propertys" : @{ @"name": @"liuxiaozhuang", 
                       @"age": @3 },
     // 调用方法名
     @"method" : @"refreshUserInformation"
 };

定义一个UserListViewController类，这个类用于测试，在实际使用中可能会有多个这样的控制器类。

#import 
// 由于使用的KVC赋值，如果不想把这两个属性暴露出来，把这两个属性写在.m文件也可以
@interface UserListViewController : UIViewController
@property (nonatomic,strong) NSString *name;/*!< 用户名 */
@property (nonatomic,strong) NSNumber *age;/*!< 用户年龄 */
/** 使用反射机制反射为SEL后，调用的方法 */
- (void)refreshUserInformation;
@end

下面通过反射机制简单实现了控制器跳转的方法，在实际使用中再根据业务需求进行修改即可。因为这篇文章主要是讲反射机制，所以没有使用runtime代码。

简单封装的页面跳转方法，只是做演示，代码都是没问题的，使用时可以根据业务需求进行修改。

- (void)remoteNotificationDictionary:(NSDictionary *)dict {
    // 根据字典字段反射出我们想要的类，并初始化控制器
    Class class = NSClassFromString(dict[@"className"]);
    UIViewController *vc = [[class alloc] init];
    // 获取参数列表，使用枚举的方式，对控制器属性进行KVC赋值
    NSDictionary *parameter = dict[@"propertys"];
    [parameter enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:^(id  _Nonnull key, id  _Nonnull obj, BOOL * _Nonnull stop) {
        // 在属性赋值时，做容错处理，防止因为后台数据导致的异常
        if ([vc respondsToSelector:NSSelectorFromString(key)]) {
            [vc setValue:obj forKey:key];
        }
    }];
    [self.navigationController pushViewController:vc animated:YES];
    // 从字典中获取方法名，并调用对应的方法
    SEL selector = NSSelectorFromString(dict[@"method"]);
    [vc performSelector:selector];
}

十四、有哪些场景是NSOperation比GCD更容易实现的？

GCD是一套 C 语言API,执行和操作简单高效，因此NSOperation底层也通过GCD实现，这是他们之间最本质的区别.因此如果希望自定义任务，建议使用NSOperation；
依赖关系，NSOperation可以设置操作之间的依赖(可以跨队列设置)，GCD无法设置依赖关系，不过可以通过同步来实现这种效果；
KVO(键值对观察)，NSOperation容易判断操作当前的状态(是否执行，是否取消等)，对此GCD无法通过KVO进行判断；
优先级，NSOperation可以设置自身的优先级，但是优先级高的不一定先执行，GCD只能设置队列的优先级，如果要区分block任务的优先级,需要很复杂的代码才能实现；
继承，NSOperation是一个抽象类.实际开发中常用的是它的两个子类:NSInvocationOperation和NSBlockOperation，同样我们可以自定义NSOperation，GCD执行任务可以自由组装，没有继承那么高的代码复用度；
效率，直接使用GCD效率确实会更高效，NSOperation会多一点开销，但是通过NSOperation可以获得依赖，优先级，继承，键值对观察这些优势，相对于多的那么一点开销确实很划算，鱼和熊掌不可得兼，取舍在于开发者自己；
可以随时取消准备执行的任务(已经在执行的不能取消),GCD没法停止已经加入queue 的 block(虽然也能实现,但是需要很复杂的代码)

基于GCD简单高效,更强的执行能力，操作不太复杂的时候,优先选用GCD;而比较复杂的任务可以自己通过NSOperation实现.

十五、App 启动优化策略？最好结合启动流程来说

参考文章

App启动过程

解析Info.plist
加载相关信息，例如如闪屏
沙箱建立、权限检查
Mach-O加载
如果是胖二进制文件，寻找合适当前CPU类别的部分
加载所有依赖的Mach-O文件（递归调用Mach-O加载的方法）
定位内部、外部指针引用，例如字符串、函数等
执行声明为attribute((constructor))的C函数
加载类扩展（Category）中的方法
C++静态对象加载、调用ObjC的 +load 函数
程序执行
调用main()
调用UIApplicationMain()
调用applicationWillFinishLaunching

在各种App性能的指标中，哪一此属于启动性能的范畴，哪一些则于App的流畅度性能？我认为应该首先把启动过程分为四个部分：

main()函数之前
main()函数之后至applicationWillFinishLaunching完成
App完成所有本地数据的加载并将相应的信息展示给用户
App完成所有联网数据的加载并将相应的信息展示给用户

移除不需要用到的动态库
移除不需要用到的类
合并功能类似的类和扩展（Category）
压缩资源图片
优化applicationWillFinishLaunching
优化rootViewController加载

十六、App 无痕埋点的思路了解么？你认为理想的无痕埋点系统应该具备哪些特点

参考：https://www.jianshu.com/p/b32b103356ea

十七、App 网络层有哪些优化策略？

https://casatwy.com/iosying-yong-jia-gou-tan-wang-luo-ceng-she-ji-fang-an.html

十八、你知道有哪些情况会导致app崩溃，分别可以用什么方法拦截并化解？

1、NSInvalidArgumentException 异常
向容器加入nil，引起的崩溃。hook容器添加方法，进行判断。
https://github.com/jasenhuang/NSObjectSafe

2、 SIGSEGV 异常

SIGSEGV是当SEGV发生的时候，让代码终止的标识。当去访问没有被开辟的内存或者已经被释放的内存时，就会发生这样的异常。另外，在低内存的时候，也可能会产生这样的异常。

3、 NSRangeException 异常

造成这个异常，就是越界异常了，在iOS中我们经常碰到的越界异常有两种，一种是数组越界，一种字符串截取越界

4、SIGPIPE 异常

先解释一下什么是SIGPIPE异常，通俗一点的描述是这样的：对一个端已经关闭的socket调用两次write，第二次write将会产生SIGPIPE信号，该信号默认结束进程。

SIGABRT 异常这是一个让程序终止的标识，会在断言、app内部、操作系统用终止方法抛出。通常发生在异步执行系统方法的时候。如CoreData、NSUserDefaults等，还有一些其他的系统多线程操作。注意：这并不一定意味着是系统代码存在bug，代码仅仅是成了无效状态，或者异常状态。

https://www.jianshu.com/p/c7efbc283480

5、方法没有找到接受者异常

十九、你知道有哪些情况会导致app卡顿，分别可以用什么方法来避免？

参考 https://blog.ibireme.com/2015/11/12/smooth_user_interfaces_for_ios/

一、卡顿原因：

CPU 资源消耗原因和解决方案:
1、对象创建
不需要响应触摸事件的控件，用 CALayer 显示会更加合适、尽量推迟对象创建的时间，并把对象的创建分散到多个任务中去
2、对象调整
应该尽量减少不必要的属性修改
3、对象销毁
如果对象可以放到后台线程去释放，那就挪到后台线程去。这里有个小 Tip：把对象捕获到 block 中，然后扔到后台队列去随便发送个消息以避免编译器警告，就可以让对象在后台线程销毁了

NSArray *tmp = self.array;
self.array = nil;
dispatch_async(queue, ^{
    [tmp class];
});

4、布局计算
尽量提前计算好布局，在需要时一次性调整好对应属性，而不要多次、频繁的计算和调整这些属性。

5、文本计算、文本渲染
可以使用 CoreText 排版对象

6、图像的绘制
这个最常见的地方就是 [UIView drawRect:] 里面了。由于 CoreGraphic 方法通常都是线程安全的，所以图像的绘制可以很容易的放到后台线程进行。一个简单异步绘制的过程大致如下（实际情况会比这个复杂得多，但原理基本一致）：

- (void)display {
    dispatch_async(backgroundQueue, ^{
        CGContextRef ctx = CGBitmapContextCreate(...);
        // draw in context...
        CGImageRef img = CGBitmapContextCreateImage(ctx);
        CFRelease(ctx);
        dispatch_async(mainQueue, ^{
            layer.contents = img;
        });
    });
}

二十、优化UITableViewCell高度计算的那些事

http://blog.sunnyxx.com/2015/05/17/cell-height-calculation/

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