关于Runtime一些面试题的整理

1.Category的实现原理？

• Category实际上是Category_t的结构体，在运行时，新添加的方法，都被以倒叙插入到原有方法列表的最前面，所以不同的Category，添加了同一个方法，执行的实际上是最后一个。
• Category在刚刚编译完的时候，和原来的类是分开的，只有在程序运行起来后，通过Runtime,Category和原来的类才会合并到一起。

2.isa指针的理解，对象的isa指针指向哪里？isa指针有哪两种类型？

• isa指针等价于is kind of
  实例对象的isa指向类对象
  类对象的isa指向元类对象
  元类对象的isa指向元类的基类
• isa有两种类型
  纯指针，指向内存地址
  NON_POINTER_ISA，除了内存地址，还存有一些其他信息

3.Objective-C如何实现多重继承？

object-c的类没有多继承，只支持单继承，如果要实现多继承的话，可使用如下几种方式间接实现：

• 通过组合实现
  A和B组合，作为C的组件
• 通过协议实现
  C实现A和B的协议方法
• 通过消息转发实现
  forwardInvocation:方法

4.runtime如何实现weak属性？

weak此特质表明该属性定义了一种「非拥有关系」（nonowning relationship）。为这种属性设置新值时，设置方法既不持有新值（新指向的对象），也不释放旧值（原来指向的对象）。
runtime对注册的类，会进行内存布局，从一个粗粒度的概念上来讲，这时候会有一个hash表，这是一个全局表，表中使用weak指向的对象内存地址作为key，用所有指向该对象的weak指针表作为value。当此对象的引用计数为0的时候回dealloc，假如该对象内存地址为a，那么就会以a为key，在这个weak表中搜索，找到所有以a为键的weak对象，从而设置为nil。

• runtime实现weak属性具体流程大致分为3步：
  1、初始化时：runtime会调用objc_initWeak函数，初始化一个新的weak指针指向对象的地址。
  2、添加引用时：objc_initWeak函数会调用objc_storeWeak()函数，objc_storeWeak()的作用是更新指针指向（指针可能原来指向着其他对象，这时候需要将该weak指针与旧对象解除绑定，会调用到weak_unregister_no_lock），如果指针指向的新对象非空，则创建对应的弱引用表，将weak指针与新对象进行绑定，会调用到weak_register_no_lock。在这个过程中，为了防止多线程中竞争冲突，会有一些锁的操作。
  3、释放时：调用clearDeallocating函数，clearDeallocating函数首先根据对象地址获取所有weak指针地址的数组，然后遍历这个数组，把其中的数据设为nil，最后把这个entry从weak表中删除，最后清理对象的记录。

5.讲一下OC的消息机制？

• OC中的方法调用其实都是转成了objc_msgSend函数的调用，给receiver（方法调用者）发送了一条消息（selector方法名）。
• objc_msgSend底层有3大阶段，消息发送（当前类、父类中查找），动态方法解析，消息转发

6.runtime具体应用？

• 利用关联对象（AssociatedObject）给分类添加属性
• 遍历类的所有成员变量（修改textField的占位文字颜色、字典转模型、自动归档接档）
• 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
• KVC字典转模型

7.runtime如何通过selector找到对应的IMP地址？

每一个类对象中都有一个对象方法列表（对象方法缓存）

• 类方法列表是存放在类对象中isa指针指向的元类对象中（类方法缓存）
• 方法列表中每个方法结构体中记录着方法的名称，方法实现，以及参数类型，其实selector本质就是方法名称，通过这个方法名称就可以在方法列表中找到对应的方法实现
• 当我们发送一个消息给一个NSObject对象时，这条消息会在对象的类对象方法列表中查找
• 当我们发送一个消息给一个类时，这条消息会在类的Meat Class对象的方法列表中查找

8.简述下Objective-C中调用方法的过程？

Objective-C是动态语言，每个方法在运行时会被动态转为消息发送，即：objc_msgSend(receiver,selector)，整个过程介绍如下：

• objc在向一个对象发送消息时，runtime库会根据对象的isa指针找到该对象实际所属的类
• 然后再该类中的方法列表以及其父类方法列表中寻找方法运行
• 如果在最顶层的父类（一般也就NSObject）中依然找不到相应的方法时，程序在运行时会挂掉并抛出异常unrecognized selector sent to XXX
• 但是在这之前，objc的运行时会给出三次拯救程序崩溃的机会，这三次拯救程序崩溃的说明见问题《什么时候会报unrecognized selector的异常》中的说明。

9.load和initialize的区别

两者都会自动调用父类的，不需要super操作，且仅会调用一次（不包括外部显示调用）。

• load和initialize方法都会在实例化对象之前调用，以main函数为分水岭，前者在main函数之前调用，后者在之后调用。这两个方法会被自动调用，不能手动调用它们。
• load和initialize方法都不用显示的调用父类的方法而是自动调用，即使自雷没有initialize方法也会调用父类的方法，而load方法则不会调用父类。
• load方法通常用来进行Method Swizzle，initialize方法一般用于初始化全局变量或静态变量。
• load和initialize方法内部使用了锁，因此它们是线程安全的。实现时要尽可能保持简单，避免阻塞线程，不要再使用锁。

10.怎么理解Objective-C是动态运行时语言？

• 主要是将数据类型的确定由编译时，推迟到了运行时。这个问题其实浅涉及到两个概念，运行时和多态。
• 简单来说，运行时机制使我们直到运行时才去决定一个对象的类别，以及调用该类别对象指定方法。
• 多态：不同对象以自己的方式相应相同的消息的能力叫做多态。
• 意思就是假设生物类（life）都拥有一个相同的方法-eat;那人类属于生物，猪也属于生物，都继承了life后，实现各自的eat，但是调用时我们只需调用各自的eat方法。也就是不同的对象以自己的方式相应了相同的消息（相应了eat这个选择器）。因此也可以说，运行时机制使多态的基础。