面了20多家总结出来的部分iOS面试题（五）

27. SDWebImage是怎么做缓存的？

首先说，缓存采用了二级缓存策略。图片缓存的时候，在内存有缓存，在磁盘中也有缓存，其中内存缓存是用NSCache做的（下面会有NSCache的说明）。
一、如何做缓存的步骤：
0、下载图片
1、将图片缓存在内存中
2、判断图片的格式png或jpeg，将图片转成NSData数据
3、获取图片的存储路径，其中图片的文件名是通过传入Key经过MD5加密后获得的
4、将图片存在进磁盘中。

二、如何获取图片的？
1、在内存缓存中找
2、如果内存中找不到，会去默认磁盘目录中寻找，如果找不到，在去自定义磁盘目录中寻找
3、如果磁盘也找不到就会下载图片
4、获取图片数据之后，将图片数据从NSData转化UIImage。其中转化根据图片的类型进行转化
5、默认对图片进行解压缩，生成位图图片
6、将位图图片返回

三、图片是如何被解压缩的？
1、判断图片是否是动态图片，如果是，不能解压缩
2、判断图片是否透明，如果是，不能解压缩
3、判断图片的颜色空间是不是RGB如果不是、不能解压缩
4、根据图片的大小创建一个上下文
5、将图片绘制在上下文中
6、从上下文中读取一个不透明的位图图像，该图像就是解压缩后的图像
7、将位图图像返回

接上说 NSCache

这个NSCache说白了就是做缓存专用的一个系统类
类似可变字典一样，但是NSCache是线程安全的，系统类自动做好了加锁和释放锁等一系列的操作，还有一个重要的是如果内存不足的时候NSCache会自动释放掉存储的对象，不需要开发者手动干预。
来看一眼NSCache提供的属性和相关方法

//名称
@property (copy) NSString *name;

//NSCacheDelegate代理
@property (nullable, assign) id delegate;

//通过key获取value，类似于字典中通过key取value的操作
- (nullable ObjectType)objectForKey:(KeyType)key;

//设置key、value
- (void)setObject:(ObjectType)obj forKey:(KeyType)key; // 0 cost

/*
设置key、value
cost表示obj这个value对象的占用的消耗？可以自行设置每个需要添加进缓存的对象的cost值
这个值与后面的totalCostLimit对应，如果添加进缓存的cost总值大于totalCostLimit就会自动进行删除
感觉在实际开发中直接使用setObject:forKey:方法就可以解决问题了
*/
- (void)setObject:(ObjectType)obj forKey:(KeyType)key cost:(NSUInteger)g;

//根据key删除value对象
- (void)removeObjectForKey:(KeyType)key;

//删除保存的所有的key-value
- (void)removeAllObjects;

/*
当NSCache缓存的对象的总cost值大于这个值则会自动释放一部分对象直到占用小于该值
非严格限制意味着如果保存的对象超出这个大小也不一定会被删除
这个值就是与前面setObject:forKey:cost:方法对应
*/
@property NSUInteger totalCostLimit;    // limits are imprecise/not strict

/*
缓存能够保存的key-value个数的最大数量
当保存的数量大于该值就会被自动释放
非严格限制意味着如果超出了这个数量也不一定会被删除
*/
@property NSUInteger countLimit;    // limits are imprecise/not strict
/*
这个值与NSDiscardableContent协议有关，默认为YES
当一个类实现了该协议，并且这个类的对象不再被使用时意味着可以被释放
*/
@property BOOL evictsObjectsWithDiscardedContent;

@end

//NSCacheDelegate协议
@protocol NSCacheDelegate 
@optional
//上述协议只有这一个方法，缓存中的一个对象即将被删除时被回调
- (void)cache:(NSCache *)cache willEvictObject:(id)obj;
@end**

countLimit注意一下这个属性，这个属性就是设置最大缓存数量，啥意思呢? 这玩意就和栈差不多，先进先出（叫什么FIFO？）原则。比如你countLimit设置为5 那么当你缓存第6个对象的时候，原本第一个就被移除了。所以这便就有有一个风险，也可能会是面试点，为什么，通过key去取值的时候，一定要判断一个获取的对象是否为nil？答：就因为很有可能某些对象被释放（顶）掉了。

又又又可能出现的面试题！NSCache里面缓存的对象，在什么场景下会被释放？

回答之前，先说一情况，在某C中创建了NSCache对象，点击手机的Home或者任何方式进入后台，会发现NSCache中的代理方法被执行了，于是NSCache对象会释放掉所有对象，还有的是，如果发生内存警告也会释放掉所有对象。所以，这道题应该如下这么回答！
NSCache自身释放了，其中存储的对象也就释放了。
手动调用释放方法removeObjectForKey、removeAllObjects
缓存对象个数大于countLimit
缓存总消耗大于totalCostLimit
程序进入后台
收到内存警告

28.SDWebImage实现原理是什么？它是如何解决tableView的复用时出现图片错乱问题的呢

原理如上，
错乱是在UIImageView+WebCache文件中这个方法每次都会调用 [self sd_cancelCurrentImageLoad];

29. 为什么刷新UI要在主线程操作

UIKit并不是一个线程安全的类，所以涉及多个线程同时对UI进行操作会造成影响。
为什么不把UIKit框架设置为线程安全呢？
因为线程安全需要加锁，我们都知道加锁就会消耗性能，影响处理速度，影响渲染速度，我们通常自己在写@property时都会写nonatomic来追求高性能高效率。
假设能够异步设置view的属性，那我们究竟是希望这些改动能够同时生效，还是按照各自runloop的进度去改变这个view的属性呢？
假设UITableView在其他线程去移除了一个cell，而在另一个线程却对这个cell所在的index进行一些操作，这时候可能就会引发crash。
如果在后台线程移除了一个view，这个时候runloop周期还没有完结，用户在主线程点击了这个“将要”消失的view，那么究竟该不该响应事件？在哪条线程进行响应？
在Cocoa Touch框架中，UIApplication初始化工作是在主线程进行的。而界面上所有的视图都是在UIApplication 实例的叶子节点(内存管理角度)，所以所有的手势交互操作都是在主线程上才能响应

30. RunTime

类的结构体:

//Class也表示一个结构体指针的类型
typedef struct objc_class *Class;

struct objc_class {
    Class _Nonnull isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;

#if !__OBJC2__
    Class _Nullable super_class                              OBJC2_UNAVAILABLE;
    const char * _Nonnull name                               OBJC2_UNAVAILABLE;
    long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
    long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_ivar_list * _Nullable ivars                  OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_method_list * _Nullable * _Nullable methodLists                    OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_cache * _Nonnull cache                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_protocol_list * _Nullable protocols          OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif

} OBJC2_UNAVAILABLE;

分类结构体

struct category_t {
    const char *name;
    classref_t cls;
    struct method_list_t *instanceMethods; // 对象方法
    struct method_list_t *classMethods; // 类方法
    struct protocol_list_t *protocols; // 协议
    struct property_list_t *instanceProperties; // 属性
    // Fields below this point are not always present on disk.
    struct property_list_t *_classProperties;

    method_list_t *methodsForMeta(bool isMeta) {
        if (isMeta) return classMethods;
        else return instanceMethods;
    }

    property_list_t *propertiesForMeta(bool isMeta, struct header_info *hi);
};

引申1. class_copyIvarList与class_copyPropertyList的区别?

1.class_copyIvarList:能够获取.h和.m中的所有属性以及大括号中声明的变量，获取的属性名称有下划线(大括号中的除外)。
2.class_copyPropertyList:只能获取由property声明的属性，包括.m中的，获取的属性名称不带下划线。

引申2. class_ro_t和class_rw_t的区别？

class_rw_t提供了运行时对类拓展的能力，
class_ro_t存储的大多是类在编译时就已经确定的信息。
二者都存有类的方法、属性（成员变量）、协议等信息，不过存储它们的列表实现方式不同。简单的说class_rw_t存储列表使用的二维数组，class_ro_t使用的一维数组。
class_ro_t存储于class_rw_t结构体中，是不可改变的。保存着类的在编译时就已经确定的信息。
运行时修改类的方法，属性，协议等都存储于class_rw_t中

31. NSNotification

NSNotificationCent 子线程中发出通知，也要在主线程中刷新UI

// 比如
   dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
       // 刷新UI
   });

NSNotificationCenter用完之后不移除，会崩溃么？
有时候会导致crash。比如在通知事件中处理数据或者UI事件，但是由于通知的不确定性造成事件的不确定，有异步操作在通知事件中处理等都可能造成崩溃。
而且通知的崩溃很难检测。

32. 什么情况使用 weak 关键字，相比 assign 有什么不同？（轮回系列）

weak 这个词儿解决了一件事情，就是内存的事情
在ARC中weak的出现解决了一些循环引用的问题，比如delegate， xib连线出来的控件一般也是weak（也可以用strong ）
weak表明了一种“非拥有的关系”，不保留新值，也不释放旧值。
assign也是如此，但常用的assign一般用于基本数据类型（CGFloat 或 NSlnteger等）
assign可以用于非OC对象，也可以用于OC对象（MRC时代使用），但是weak必须用在OC对象。

引申 1.关键字copy 的用法？

block用Copy是MRC时代留下来的传统。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，用Strong也是可以的。
NSString、NSArray、NSDictionary也经常使用copy，因为里面有对应的可变的子类型，为了确保安全性， 建议使用copy修饰

引申 2.@property 的本质是什么？ivar、getter、setter 是如何生成并添加到这个类中的。

@property = ivar（实例变量） + getter + setter
自动合成

33. 说说内存管理？

其实遇到这道题，挺纠结的，有些TMD面试官就是习惯搞人，从这个玩意里面能往死给你嗑！你要看过相关内存管理的详细原理，你会发现这里面的C++操作很多，没学过C++的人能看个八九不离十，可是也只是能说个大其概，但是内部细节还是得用C++来说，废话不多说，直接上说所谓得面试答案。
粗糙版本这么回答，
版本一：内存中每一个对象都有一个属于自己的引用计数器。当某个对象A被另一个对象引用时，A的引用计数器就+1,如果再有一个对象引用到A，那么A的引用计数器就再+1。当其中某个对象不再引用A了，A的引用计数器会-1。直到A的引用计数减到了0,那么就没有人再需要它了，就是时候把它释放掉了
版本二：对象通过 alloc copy new 生成得得对象在MRC年代需要手动管理内存，利用得技术是returnCount引用计数器，来管理对象得释放时机，alloc创建对象引用计数器 + 1， retain持有关系引用计数器 +1，release 引用计数器 - 1。如果当前对象得returnCount = 0 对象就会被在dealloc方法里面适当时机进行释放（啥时候释放？）如果当前returnCount大于0得时候，就会一直被持有。
稍微详细版本的，首先当 alloc copy new 生成得对象里面在内部底层源码也同时和当前对象相关联得SideTable，其内部有三个属性，一个是一把自旋锁，一个是引用计数器相关，一个是维护weak生命得属性得表，其中retain、release 对利用键值对会对当前对象得引用计数器进行加减操作（位移），如果当前引用计数器为0得时候，其dealloc内部会删除当前的引用计数器，并且释放当前对象。
详情请查看https://www.jianshu.com/p/ef6d9bf8fe59

杂项

1、imageName与imageWithContentsOfFile区别？
imageWithContentsOfFile：加载本地目录图片，并不会缓存，占用内存小，不能加载image.xcassets里面的图片资源。相同的图片会被重复加载到内存中
imageName：加载到内存中，会缓存起来，占用内存较大，相同的图片不会被重复加载到内存当中，会读取image.xcassets的图片图片资源。
如果不断重复读取同一个图片，则使用imageName
如果不需要重复读取同一个图片，并且需要低内存，则使用imageWithContentsOfFile
2.IBOutlet连出来的视图属性为什么可以被设置成weak?
因为链接之Xcode 内部把链接的控件放进了一个_topLevelObjectsToKeepAliveFromStoryboard的私有数组中，这个数组强引用这所有top level的对象所以用weak也无伤大雅。
1. id 为什么不能用点语法？
点语法就是setter和getter方法，然而id类无法确定所指的类是什么类型，寻不到setter个getter方法，id类型的对象只能用【】方法调用方法
4.id和NSObject的区别?
- id是struct objc_object结构体指针，可以指向任何OC对象，当然不包括NSInteger等类型，因为这些数据类型不是OC对象。
另外OC的基类不止有NSObject一个，还有个NSProxy虚类。所以说id类型和NSObject并不是等价的。
5 . OC中 Null 与 nil的区别
- NULL是指指针是空值，用来判断C 指针；
- nil是指一个OC对象（指针)为空；
- Nil是指一个OC类为空；
- NSNull则用于填充集合元素；这个类只有一个方法null，并且是单例的；

6 . 自旋锁和互斥锁
相同点：都能保证同一时间只有一个线程访问共享资源，都能保证系统安全
不同点：

互斥锁：如果共享数据已经有了其他线程加锁了，线程会进行休眠状态等待锁，一旦被访问的资源被解锁，则等待资源的线程会被唤醒。信号量dispatch_semaphore 为互斥锁   @synchronized是NSLock的封装 属于互斥锁  互斥锁一般用于等待时间较长的情况
**适用于**：线程等待锁的时间较长

自旋锁：如果共享数据已经有其他线程加锁了，线程会以死循环的方式等待锁，一旦被访问的资源被解锁，则等待资源的线程会立即执行。OSSpinLock 属于自旋锁   自旋锁一般用于时间较短的情况，OSSpinLock
**适用于**：线程等待锁的时间较端

7 . 进程和线程的区别
进程是指在系统中正在运行的一个应用程序
线程是进程中的一个实体，一个进程想要执行任务，必须至少有一条线程，应程序启动的时候会默认开启一条线程，也就是主线程
一个进程拥有多个线程
8 LayoutSubviews和drawRect调用时机
LayoutSubviews调用时机
- init初始化不会调用LayoutSubviews方法
- addsubView 时候会调用
- 改变一个View的frame的时候调用
- 滚动UIScrollView导致UIView重新布局的时候会调用
- 手动调用setNeedsLayout或者layoutIfNeeded

drawRect调用时机

drawRect 掉用是在Controller->loadView, Controller->viewDidLoad 两方法之后掉用的.所以不用担心在控制器中,这些View的drawRect就开始画了.、

9 cocoaPods里面pod install和update的区别？
**pod install **

一般是第一次想要为项目添加pod的时候使用的，当然也可以在添加和移除库使用

每次pod install的时候，pod install 回为每一个安装的pod库在Podfile.lock文件中写入其版本号，并且锁定当前版本号。

如果pod install的时候，不会更新其版本库，而是去下载新的或者移除当前版本
pod update

当执行了pod update的时候，cocoaPods不会考虑Podfile.lock中的版本。直接去更新当前所有的库到最新,然后Podfile.lock会更新这一次的版本号。

10 frame和masonry哪个性能好？为什么

有的相对布局最终都会转换成Frame绝对布局中间多了一层转换的操作

11 . iOS从iOS9 - 13的特性

iOS9

从HTTP升级到HTTPS
App瘦身下面有讲这里不赘述（ App瘦身）
新增UIStackView

iOS10

新增通知推送相关的操作。自定义通知弹窗，自定义通知类型（地理位置，时间间隔，日历等）

iOS11

无线调试
齐刘海儿，导航条，安全距离等

iOS12

启动速度优化
应用启动速度提升40%
键盘响应速度提升50%
相机启动速度提升70%

iOS13

黑暗模式详情请查阅 https://www.jianshu.com/p/0da3b107f06c

二、App包以及启动过程

App瘦身

1、App如何瘦身？

删除陈旧代码、删除陈旧xib/sb，删除无用的图片资源（检测未使用图片的工具LSUnusedResources ）
无损压缩图片，本地音视频压缩。以直接减少图片大小
使用webP格式的图片（加载速度比较慢，但可以达到瘦身的效果）
减小类名称的长度（高性能的话可以试一试）
减少使用静态库
一些主题类的东西提供下载功能，不直接打包在应用包里面，按需加载资源
iOS9 之后的新特性 应用程序切片(App Slicing)、中间代码(Bitcode)和按需加载资源(On Demand Resources)

Slicing：这个过程是iOS9出来之后不需要程序员干预的一个瘦身的过程，简单来说就是我们再上传IPA包到iTunes Connect，然后AppStore会对app进行切片，切成特定的机型想要的数据，比如@3x给max用，@2x就自动剔除了。 是一个自动的过程、
Bitcode：是一种中间码，如果配置了Bitcode（Xcode7以后默认开启）的程序会在App Store Connect上被重新编译等一系列操作，进而苹果内部会对可执行文件进行优化，也就是说不需要我们干预什么东西，也操作不了，如果后面苹果有更牛逼的优化操作，也是苹果的事情，跟我们个人开发者一毛钱关系没有。
On Demand Resources 按需加载，是程序员自己手动操作，说白了就是在用的时候去下载某些资源，但是我们自己在配置的时候都需要配置，要额外写一些代码啥的，等我们提交到市场的时候，苹果内部会把我们按需加载的资源从包里面做了一些抽离操作啥的，让我们的包在下载的时候更小，举个例子，就是吃鸡里面沙漠地图如果玩家不自己下载，就玩不了沙漠。

on-demond resource(ODR)具体请查看原理版本：https://www.jianshu.com/p/bacedd8a3ad8
或者详细使用版本：http://www.cocoachina.com/articles/12155

关于 slicing, bitcode, on-demond resource(ODR)的参考资源https://blog.csdn.net/zhuod/article/details/70051514?utm_source=blogxgwz6

2、app启动时候都经历了什么？

启动分为两种。一种是之前启动过，按了一下home键，然后再点启动，这个启动叫热启动，另外就是第一次启动app，或者启动杀死之后的app 叫做冷启动

根据info.plist里面的设置加载，建立沙箱，权限检查等
加载可执行文件
加载动态库
objc运行时的初始化处理（类的注册，category注册，selector唯一性检查等等）
初始化，包括+load方法
执行main函数
Application 初始化，到 applicationDidFinishLaunchingWithOptions 执行完
渲染屏幕，到viewDidAppear 执行完毕，展现给用户

mian之前

根据info.plist里面的设置加载，建立沙箱，权限检查等
加载可执行文件
加载动态库
objc运行时的初始化处理（类的注册，category注册，selector唯一性检查等等）
初始化，包括+load方法

mian之后
- 如图
- 加载流程如下：
  [图片上传失败...(image-8500a-1597126379928)]

3、优化启动时间

启动时间是用户点击App图标，到第一个界面展示的时间。

注意：启动时间在小于400ms是最佳的，因为从点击图标到显示Launch Screen，到Launch Screen消失这段时间是400ms。启动时间不可以大于20s，否则会被系统杀掉。

以main函数作为分水岭，启动时间其实包括了两部分：
- main函数之前（分析并加载动态库，注册需要的类（包括系统的类），Category中的方法也会注册到对用的类中，执行必要的初始化方法（ +load方法）等等
- main函数到第一个界面的viewDidAppear:。
所以，优化也是从两个方面进行的，个人建议优先优化后者，因为绝大多数App的瓶颈在自己的代码里。

mian函数之前的启动优化

减少动态库的数量（这是目前为止最耗时的了，基本上占了95%以上的时间）
合并动态库，比如自己写的UI控件合并成自己的UIKit
确认动态库是optional还是required。如果该Framework在当前App支持的所有iOS系统版本都存在，那么就设为required，否则就设为optional，因为optional会有些额外的检查
合并Category（UIView+Frame,UIView+AutoLayout合并成一个）
将不必需在+load方法中做的事情，延时放到+initialize。

mian函数之后的启动优化
首先分析一下从main函数开始执行，到第一个页面显示，这段时间做了哪些事情

执行didFinishLaunchingWithOptions方法

初始化Window，初始化基础ViewContreoller（一般是UINavigationController+UITabViewController）

获取数据（本地和远程）

最后展示给用户

减少创建线程（高性能iOS开发一书中提到，线程不仅仅有创建时的时间开销，还会消耗内核的内存，即应用的内存空间。 每个线程大约消耗 1KB 的内核内存空间。线程创建的耗时（不包含启动时间），其区间范围在 4000~5000 微秒，即 4~5 毫秒。创建线程后启动线程的耗时区间为 5~100 毫秒，平均大约在 29 毫秒。这是很大的时间开销，若在应用启动时开启多个线程，则尤为明显。线程的启动时间之所以如此之长，是因为多次的上下文切换所带来的开销。所以线程在开发过程中也避免滥用）

合并或者删减不必要的类(或者分类)和函数objc的类越多，函数越多启动越慢

在设计师可接受的范文尽量使用小的图片

AppDelegate
通常优化的一般来说，还是从AppDelegate先入手优化

didFinishLaunchingWithOptions
applicationDidBecomeActive

优化的核心思想就是，能延时的延时，不能延时的尽量放到后台去优化。

- 日志、统计等必须在 APP 一启动就最先配置的事件。仍然把它留在 didFinishLaunchingWithOptions 里启动。
- 项目配置、环境配置、用户信息的初始化 、推送、IM等事件，这些功能在用户进入 APP 主体的之前是必须要加载完的，把他放到广告页面的viewDidAppear启动。
- 其他 SDK 和配置事件，由于启动时间不是必须的，所以我们可以放在第一个界面的 viewDidAppear 方法里，这里完全不会影响到启动时间。
- 每次用NSLog方式打印会隐式的创建一个Calendar，因此需要删减启动时各业务方打的log，或者仅仅针对内测版输出log
- 尽量不要在didFinishLaunchingWithOptions 里面创建和开启多线程

参考文献https://www.jianshu.com/p/f40fdd8799b8
其文章内部作者谈到了美团关于启动优化的相关分析，看似似曾相似，没记错的画《高性能iOS应用开发》这本书就是美团这几个哥们儿翻译的吧，实现方式和书中颇为相似。

3、App电量消耗

1.定位
2.网络请求
3.CPU处理
4.GPU处理
5.Bluetooth

定位优化

1.尽量不要实时更新
2.定位精度尽量不要太高

网络优化

1.减少、压缩网络数据
2.能使用缓存就使用缓存，减少网络请求
3.断点续传
4.批量传输
5.设置适合的超时时间，用户可以取消耗时的网络请求
6.网络不可用时就不要再执行网络请求了

CPU/GPU优化

相关离屏渲染操作尽量避免
内存管理处理好
使用懒加载
使用绘制
图片与imageView相同大小避免多余运算
Timer的时间间隔不宜太短,满足需求即可
线程适量,不宜过多,不要阻塞主线程
适当使用多线程
减少视图刷新：确保必要的时候才刷新，能刷新1行cell最好只刷新一行；

为了优化耗电我们还可以做：
1.尽量不要使用定时器
2.优化I/O操作（文件的读写操作）
2.1最好不要频繁读写小数据，最好批量读写
2.2数据量比较大的时候可以考虑使用数据库
2.3读写大量重要数据时，考虑用dispatch_io，其提供了基于GCD的异步操作文件I/O的API。用dispatch_io系统会优化磁盘访问

高性能iOS应用开发中提到一下几点

1、CPU优化

数据处理（例如文本格式优化）

待处理的数据大小----更大的显示屏允许软件在单个视图中展示更多的信息,但这也意味着要处理更多的数据

处理数据的算法和数据结构

执行更新的次数，尤其是在数据更新之后，触发应用的状态或者UI进行更新（比如刷新单行cell）

服务器中的数据尽量不要在客户端上处理（例如服务器字符串，在客户端进行拆分操作）

按需加载（例如tableViewcell 不需要一下子全部渲染，快速滑动的时候过程中的留白处理。）

2、网络

在进行网络请求之前，先检查是否有网络连接。（没网络的时候，不要请求网络）

避免没有连接WiFi的情况下进行高带宽的消耗操作（因为3G、4G等手机网络耗电量远大于WIFi信号），例如视频流在4G或者非Wifi情况下应该给出响应的提示。

3、定位

尽量不要实时更新

定位精度尽量不要太高