Object-C语法
面向对象
我们平时编写的Objective-C代码，底层实现其实都是C\C++代码
所以Objective-C的面向对象都是基于C\C++的数据结构实现的
Objective-C的对象、类主要是基于C\C++的什么数据结构实现的？
结构体
将Objective-C代码转换为C\C++代码
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc OC源文件 -o 输出的CPP文件
如果需要链接其他框架，使用-framework参数。比如-framework UIKit
一个OC对象在内存中是如何布局的
// 指针 isa
typedef struct objc_class *Class;
// NSObject Implementation
struct NSObject_IMPL {
Class isa; // 8个字节
};
指针在64位系统中占8个字节、 32位系统中 占4个字节
OC对象的本质
下面类占几个字节内存
@interface Student : NSObject
{
@public
int _no;
int _age;
}
@end
@implementation Student
@end
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
Student *stu = [[Student alloc] init];
stu->_no = 4;
stu->_age = 5;
NSLog(@"%zd", class_getInstanceSize([Student class]));
NSLog(@"%zd", malloc_size((__bridge const void *)stu));
struct Student_IMPL *stuImpl = (__bridge struct Student_IMPL *)stu;
NSLog(@"no is %d, age is %d", stuImpl->_no, stuImpl->_age);
}
return 0;
}
如果继承的话： 子类的结构中会有一个父类的结构
父类
struct OC_IMPL {
Class isa;
};
子类
struct OC_11_IMPL:OC_IMPL {
OC_IMPL oc_impl;
int _no;
int _age;
};
Tips：
内存对齐： 结构体的最终大小必须是最大成员大小的倍数
属性和方法
属性会自动生成对应的成员变量和set get 方法
方法是存储在类对象中的（只有一分就够了，不需要创建那么多），所以不会影响对象的内存占用
FACE
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）（如果小于16则等于16）
- 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）
NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
// 获得NSObject实例对象的成员变量所占用的大小 >> 8
// #import
NSLog(@"%zd", class_getInstanceSize([NSObject class]));
// 获得obj指针所指向内存的大小 >> 16
// #import
NSLog(@"%zd", malloc_size((__bridge const void *)obj));
结构体内存对齐；用来计算结构体的大小
操作系统在分配内存的时候也有一个分配对齐（最小分配大小: 有很多分好的块 16 32 64等 都是16的倍数，靠近哪一个分给你哪一个）
三个获取大小的方法
sizeof : 获取这个类型的大小，他不是方法
class_getInstanceSize() 获取类实际占用的空间大小
malloc_size() 获取某个实例实际分配的内存大小
LLDB
打印对象或者值
- print、p：打印
- po：打印对象
读取内存
memory read/数量格式字节数 内存地址
简称： x
x/数量格式字节数 内存地址
格式
x是16进制，f是浮点，d是10进制
字节大小
b：byte 1字节，h：half word 2字节
w：word 4字节，g：giant word 8字节
修改内存中的值
memory write 内存地址 数值
memory write 0x0000010 10
OC对象的分类
Objective-C中的对象，简称OC对象，主要可以分为3种
instance对象（实例对象）
instance对象就是通过类alloc出来的对象，每次调用alloc都会产生新的instance对象
instance对象在内存中存储的信息包括
isa指针
其他成员变量
class对象（类对象）
每个类在内存中有且只有一个class对象
获取类对象的三种方法
Class objectClass1 = [object1 class];
#import
Class objectClass3 = object_getClass(object1);
Class objectClass5 = [NSObject class];
类对象在内存中存储的信息包括
isa指针
superclass指针
类的属性信息（@property）、类的对象方法信息（instance method）
类的协议信息（protocol）、类的成员变量信息（ivar）
meta-class对象（元类对象）
每个类在内存中有且只有一个meta-class对象
获取
// 将类对象当做参数传入，获得元类对象
#import
Class objectMetaClass = object_getClass(objectClass5);
meta-class对象和class对象的内存结构是一样的，但是用途不一样，在内存中存储的信息主要包括
三个函数
1.Class objc_getClass(const char *aClassName)
1> 传入字符串类名
2> 返回对应的类对象
2.Class object_getClass(id obj)
1> 传入的obj可能是instance对象、class对象、meta-class对象
2> 返回值
a) 如果是instance对象，返回class对象
b) 如果是class对象，返回meta-class对象
c) 如果是meta-class对象，返回NSObject（基类）的meta-class对象
3.- (Class)class、+ (Class)class
1> 返回的就是类对象
- (Class) {
return self->isa;
}
+ (Class) {
return self;
}
元类对象在内存中存储的信息包括
isa指针
superclass指针
类方法
判断对象是不是元类对象
class_isMetaClass(objectMetaClass)
isa
instance的isa指向class
当调用对象方法时，通过instance的isa找到class，最后找到对象方法的实现进行调用
class的isa指向meta-class
当调用类方法时，通过class的isa找到meta-class，最后找到类方法的实现进行调用
superclass
类对象的superclass
继承中 调用父类的方法就需要先获取到自己的类对象 然后在获取到类对象的父对象 然后发消息
exp:
当Student的instance对象要调用Person的对象方法时，会先通过isa找到Student的class，然后通过superclass找到Person的class，最后找到对象方法的实现进行调用
元类对象的superclass
当Student的class要调用Person的类方法时，会先通过isa找到Student的meta-class，然后通过superclass找到Person的meta-class，最后找到类方法的实现进行调用
总结
instance的isa指向class
class的isa指向meta-class
meta-class的isa指向基类的meta-class
class的superclass指向父类的class
如果没有父类，superclass指针为nil
meta-class的superclass指向父类的meta-class
基类的meta-class的superclass指向基类的class
instance调用对象方法的轨迹
isa找到class，方法不存在，就通过superclass找父类
class调用类方法的轨迹
isa找meta-class，方法不存在，就通过superclass找父类
face
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、属性、成员变量、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
class的结构
按理说 实例对象的isa 里存储着 类对象的地址， 类对象的isa中存储着元类对象的地址
实际情况是 ：
从64bit开始，isa需要进行一次位运算，才能计算出真实地址
https://opensource.apple.com/tarballs/objc4/
class、meta-class对象的本质结构都是struct objc_class
KVO
使用
KVO的全称是Key-Value Observing，俗称“键值监听”，可以用于监听某个对象属性值的改变
// 给person1对象添加KVO监听
NSKeyValueObservingOptions options = NSKeyValueObservingOptionNew | NSKeyValueObservingOptionOld;
[self.person addObserver:self forKeyPath:@"age" options:options context:@"123"];
[self.person addObserver:self forKeyPath:@"height" options:options context:@"456"];
// 当监听对象的属性值发生改变时，就会调用
- (void)observeValueForKeyPath:(NSString *)keyPath ofObject:(id)object change:(NSDictionary *)change context:(void *)context
{
NSLog(@"监听到%@的%@属性值改变了 - %@ - %@", object, keyPath, change, context);
}
// 在控制器销毁之前需要移除监听
- (void)dealloc {
[self.person removeObserver:self forKeyPath:@"age"];
[self.person removeObserver:self forKeyPath:@"height"];
}
本质
如果你的实例对象添加KVO后， isa 指向的是另一个类对象（可以 po 打印 当前实例的isa）
NSKVONotifying_XXPerson是使用Runtime动态创建的一个类，是XXPerson的子类
在改变属性值的时候会先找到NSKVONotifying_XXPerson的set方法；
伪代码实现
@implementation NSKVONotifying_XXPerson
- (void)setAge:(int)age
{
_NSSetIntValueAndNotify();
}
// 伪代码
void _NSSetIntValueAndNotify()
{
[self willChangeValueForKey:@"age"];
// 调用了父类的set方法（原来XXPerson里面）
[super setAge:age];
[self didChangeValueForKey:@"age"];
}
- (void)didChangeValueForKey:(NSString *)key
{
// 通知监听器，某某属性值发生了改变
[oberser observeValueForKeyPath:key ofObject:self change:nil context:nil];
}
@end
lldb 打印方法的实现
p (IMP)方法地址
face
iOS用什么方式实现对一个对象的KVO？(KVO的本质是什么？)
利用RuntimeAPI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
过程
willChangeValueForKey:
父类原来的setter
didChangeValueForKey:
内部会触发监听器（Oberser）的监听方法( observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:）
如何手动触发KVO？
手动调用willChangeValueForKey:和didChangeValueForKey:
直接修改成员变量会触发KVO么？
不会触发KVO
KVC
KVC的全称是Key-Value Coding，俗称“键值编码”，可以通过一个key来访问某个属性
常见的API有
- (void)setValue:(id)value forKeyPath:(NSString *)keyPath;
- (void)setValue:(id)value forKey:(NSString *)key;
- (id)valueForKeyPath:(NSString *)keyPath;
- (id)valueForKey:(NSString *)key;
setValue:(id)value forKey
accessInstanceVariablesDirectly方法的默认返回值是YES
valueForKey:的原理
face
通过KVC修改属性会触发KVO么？
会触发KVO
KVC的赋值和取值过程是怎样的？原理是什么？
Category
Category的底层结构
定义在objc-runtime-new.h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
后面参与编译的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
合并是在运行中而不是在编译的时候；在编译的时候会先将分类存储在一个叫Category_t的结构体里面，每一个分类都对应一个结构体实例
在运行中用到的时候合并到所属类的类对象和元类对象
+load方法
+load方法会在runtime加载类、分类时调用
每个类、分类的+load，在程序运行过程中只调用一次
调用顺序
先调用类的+load
按照编译先后顺序调用（先编译，先调用）
调用子类的+load之前会先调用父类的+load
再调用分类的+load
按照编译先后顺序调用（先编译，先调用）
+load方法是根据方法地址直接调用，并不是经过objc_msgSend函数调用
+initialize方法
+initialize方法会在类第一次接收到消息时调用
调用顺序
先调用父类的+initialize，再调用子类的+initialize
(先初始化父类，再初始化子类，每个类只会初始化1次)
+initialize和+load的很大区别是，+initialize是通过objc_msgSend进行调用的，所以有以下特点
如果子类没有实现+initialize，会调用父类的+initialize（所以父类的+initialize可能会被调用 多次）
如果分类实现了+initialize，就覆盖类本身的+initialize调用
Cateogry-memmove、memcpy区别
memmove : 内存移动 可以实现向前向后移动内存（会判断）保证以前的数据完整的保存在新的位置上
memcpy : 内存拷贝 直接挪动 会直接覆盖
face
Category的实现原理
Category编译之后的底层结构是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方法是什么时候调用的？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
load方法可以继承，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方法的区别什么？
1.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
2.调用时刻
1> load是runtime加载类、分类的时候调用（只会调用1次）
2> initialize是类第一次接收到消息的时候调用，每一个类只会initialize一次（父类的initialize方法可能会被调用多次）
load、initialize的调用顺序？
1.load
1> 先调用类的load
a) 先编译的类，优先调用load
b) 调用子类的load之前，会先调用父类的load
2> 再调用分类的load
a) 先编译的分类，优先调用load
2.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）
关联对象
如何实现给分类“添加成员变量”？
默认情况下，因为分类底层结构的限制，不能添加成员变量到分类中。但可以通过关联对象来间接实现
关联对象提供了以下API
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)
移除所有的关联对象
void objc_removeAssociatedObjects(id object)
key的常见用法
static void *MyKey = &MyKey;
objc_setAssociatedObject(obj, MyKey, value, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC)
objc_getAssociatedObject(obj, MyKey)
static char MyKey;
objc_setAssociatedObject(obj, &MyKey, value, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC)
objc_getAssociatedObject(obj, &MyKey)
使用属性名作为key
objc_setAssociatedObject(obj, @"property", value, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
objc_getAssociatedObject(obj, @"property");
使用get方法的@selecor作为key
objc_setAssociatedObject(obj, @selector(getter), value, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC)
objc_getAssociatedObject(obj, @selector(getter))
objc_AssociationPolicy
关联对象的原理
实现关联对象技术的核心对象有
AssociationsManager
AssociationsHashMap
ObjectAssociationMap
ObjcAssociation
原理
runtime 在底层实现了一个全局的字典来保存
Category能否添加成员变量？如果可以，如何给Category添加成员变量？
不能直接给Category添加成员变量，但是可以间接实现Category有成员变量的效果
block
block本质上也是一个OC对象，它内部也有个isa指针
block是封装了函数调用以及函数调用环境的OC对象
变量
自动变量 也是只存在于局部变量 默认就是auto： 意思就是离开作用于自动销毁；block捕获的时候是值传递
static变量 block捕获的时候是地址传递
全局变量 block 不会进行捕获，需要的时候直接使用就好
类型
block有3种类型，可以通过调用class方法或者isa指针查看具体类型，最终都是继承自NSBlock类型
NSGlobalBlock （ _NSConcreteGlobalBlock ）
NSStackBlock （ _NSConcreteStackBlock ）
NSMallocBlock （ _NSConcreteMallocBlock ）
每一种类型的block调用copy后的结果如下所示
block的copy
在ARC环境下，编译器会根据情况自动将栈上的block复制到堆上，比如以下情况
block作为函数返回值时
将block赋值给__strong指针时
block作为Cocoa API中方法名含有usingBlock的方法参数时
block作为GCD API的方法参数时
MRC下block属性的建议写法
@property (copy, nonatomic) void (^block)(void);
ARC下block属性的建议写法
@property (strong, nonatomic) void (^block)(void);
@property (copy, nonatomic) void (^block)(void);
对象类型的auto变量
当block内部访问了对象类型的auto变量时
如果block是在栈上，将不会对auto变量产生强引用
如果block被拷贝到堆上
会调用block内部的copy函数
copy函数内部会调用_Block_object_assign函数
_Block_object_assign函数会根据auto变量的修饰符（__strong、__weak、__unsafe_unretained）做出相应的操作，形成强引用（retain）或者弱引用
如果block从堆上移除
会调用block内部的dispose函数
dispose函数内部会调用_Block_object_dispose函数
_Block_object_dispose函数会自动释放引用的auto变量（release）
__Block
__block可以用于解决block内部无法修改auto变量值的问题
__block不能修饰全局变量、静态变量（static）
编译器会将__block变量包装成一个对象
face
block的原理是怎样的？本质是什么？
封装了函数调用以及调用环境的OC对象
__block的作用是什么？有什么使用注意点？
block的属性修饰词为什么是copy？使用block有哪些使用注意？
block一旦没有进行copy操作，就不会在堆上
使用注意：循环引用问题