OC底层汇总

Q1：load方法在什么时候调用？

• load方法通过load_iamges调用，底层有两种表，一张load方法表，一张分类的load方法表。底层调用时，递归对单个类的load方法进行搜集，结果放入上述两张表中。类的load方法优先于分类的load方法。
  • dyld->loadImages->prepare_load_methods->schedule_class_load->add_class_to_loadable_list->getLoadMethod->key（cls）、value（method）形式搜集到一张表中，类搜集完毕进行分类搜集，完毕后调用call_load_methods()
  • call_load_methods，遍历load表和load分类表，向类发送消息(*load_method)(cls, @selector(load))
• 如果类之间不存在继承关系，那么优先加载的类，其load方法会先执行，按照编译顺序进行调用。
• 如果类之间存在继承关系，那么底层调用时，会先去查找父类的load方法，将其加入到load方法表中，父类的load方法调用优先于类的load方法调用。
• load方法调用顺序 父类 -> 类 -> 分类，Categories方法则调用分类方法
• 流程图

Q2：initialize和load方法，谁先调用？

• 3个自调用方法，load方法、initialize方法、C++构造方法
• load方法先，initialize在第一次发送消息时调用即lookupImpOrForward时调用

• C++构造函数方法调用时机，load方法后main方法前

  • 特殊，objc_init会自启，如果C++方法写在objc里，比如objc_init中的static_init中写入C++方法，会提前调用

    Q3：多个分类，调用顺序如何？

• 多个分类时，调用顺序取决于编译顺序，Build Phases -> Compile Sources

  Q4：runtime是什么？

• runtime是由C和C++、汇编实现的一套API，为OC语言加入了面向对象，运行时的功能

  • 运行时（Runtime）是指将数据类型的确定由编译推迟到运行时—-> rwe
    • 例如：extension - category的区别
    • AOP
• 平时编写的OC代码，在程序运行过程中，其实最终会转换成Runtime的C语言代码，Runtime是Objective-C的幕后工作者

• 应用：

  • 方法交换
  • 实现给分类添加属性
  • 实现字典的模型和自动转换
  • aspect切面编程
  • JSPatch替换已有的OC方法

    Q5：能否动态添加实例变量？

    能否向编译后的得到的类中添加实例变量？

• 不能。我们编译好的实例变量存储的位置在ro，一旦编译完成，内存结构就完全确定就无法修改。

  能否向运行时创建的类中添加实例变量？

• 可以

  • 通过objc_allocateClassPair创建类簇，在调用objc_registerClassPair注册类之前添加都可以，指定class_addIvar
  • class_addIvar源码中，判断cls->info & CLS_CONSTRUCTING为false时，返回NO，添加不成功。

  • objc_registerClassPair则是更改了CLS_CONSTRUCTING值 ```cpp ///<< 添加实例变量 BOOL class_addIvar(Class cls, const char *name, size_t size,

              uint8_t alignment, const char *type)

    { bool result = YES;

    if (!cls) return NO; if (ISMETA(cls)) return NO; if (!(cls->info & CLS_CONSTRUCTING)) return NO; … }

///<< 注册类 void objc_registerClassPair(Class cls) { … // Clear “under construction” bit, set “done constructing” bit cls->info &= ~CLS_CONSTRUCTING; cls->ISA()->info &= ~CLS_CONSTRUCTING; cls->info |= CLS_CONSTRUCTED; cls->ISA()->info |= CLS_CONSTRUCTED;

///<< 将bucket插入到table表中
NXHashInsertIfAbsent(class_hash, cls);

}

<a name="q36V6"></a>
## Q6：以下代码运行结果？
- CCTeacher继承于CCPerson，运行结果为CCTeacher - CCTeacher 
```cpp
@implementation CCTeacher
- (instancetype)init
{
    self = [super init];
    if (self) {
        NSLog(@"%@ - %@", [self class], [super class]);
    }
    return self;
}
@end

self

• • class底层源码为object_getClass(self)，其中self为Teacher，方法包含两个隐藏参数
    • id self 和 sel _cmd，self是参数，传递进来的teacher
    • object_getClass获取对象的ISA，即类CCTeacher ```cpp
• (Class)class { return object_getClass(self); }

Class object_getClass(id obj) { if (obj) return obj->getIsa(); else return Nil; }

<a name="dwQwZ"></a>
### super
- [super class] 中的消息接受者是？
- clang对CCTeacher进行编译得到.cpp文件，[super class]是通过objc_msgSendSuper进行消息转发的，参数是__rw_objc_super类型和SEL，
```cpp
static instancetype _I_CCTeacher_init(CCTeacher * self, SEL _cmd) {
    self = ((CCTeacher *(*)(__rw_objc_super *, SEL))(void *)objc_msgSendSuper)((__rw_objc_super){(id)self, (id)class_getSuperclass(objc_getClass("CCTeacher"))}, sel_registerName("init"));
    if (self) {
        NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_62_xk0q0gh50qsgfk5m4r5ynbb80000gn_T_CCTeacher_bbc596_mi_0, ((Class (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)self, sel_registerName("class")), ((Class (*)(__rw_objc_super *, SEL))(void *)objc_msgSendSuper)((__rw_objc_super){(id)self, (id)class_getSuperclass(objc_getClass("CCTeacher"))}, sel_registerName("class")));
    }
    return self;
}

• super是编译器关键字，super_class is the first class to search，第一个被搜索，是父类

  /// Specifies the superclass of an instance. 
  struct objc_super {
    /// Specifies an instance of a class.
    __unsafe_unretained _Nonnull id receiver;
    /// Specifies the particular superclass of the instance to message. 
  #if !defined(__cplusplus)  &&  !__OBJC2__
    /* For compatibility with old objc-runtime.h header */
    __unsafe_unretained _Nonnull Class class;
  #else
    __unsafe_unretained _Nonnull Class super_class;
  #endif
    /* super_class is the first class to search */
  };
  #endif

• 静态编译时是objc_msgSendSuper，动态运行则变为objc_msgSendSuper2，objc_super结构体中的类也变为了父类

• 总结
  • [self class]，就是发送消息objc_msgSend，消息接受者是self，sel是class
  • [super class]，是发送消息objc_msgSendSuper（经汇编转换调用_objc_msgSendSuper2）
    • id objc_msgSendSuper(struct objc_super *super, SEL op, …)第一个参数是objc_super，第二参数是SEL
    • objc_super中receiver是隐藏的参数，即传递的对象，cls则是当前对象的类的父类
    • objc_msgSendSuper2时，objc_super中的cls为当前类（类的父类的子类）
    • llvm源码
  • self = [super init] 通过父类init，使得子类self自带相关属性

Q7：内存平移问题

• 如下代码都能打印出saySomething
  • saySomething方法在类的data中，只要有地址指向类，就可以在类中寻找方法
  • person对象通过isa（不纯的）找到类首地址，再进行平移到bits，取其中data中的methodList
  • kc指向类的首地址，再平移取methodList
• 打印属性时，前者为nil，后者为何为LGPerson？
  • person是对象，开辟了内存空间，内存中存储了isa、成员变量信息，打印成员变量时根据内存存储打印，首地址 + offset
  • kc没有开辟内存，打印的是类本身，也是首地址 + offset

• kc调用打印原因，压栈，找上一个栈内容
• x/4gx 中冒号前的是地址，后面的是值

参数压栈

• 建立结构体，分别打印per、ks_s、person地址

• viewDidLoad -> 包含两个隐藏参数{id self, SEL _cmd}
• [super viewDidLoad] -> 结构体（objc， Class）
• 验证上述打印ViewController情况

• 循环打印压栈信息

压栈时机

1. 什么东西才会压栈 -> 临时变量压栈，包括参数
2. [super viewDidLoad]编译为ObjcMsgSend，压入栈帧
3. 打印ViewController -> 调用super viewDidLoad时，隐藏参数sel和viewController，传入的是ViewController

   Q8：OC是动态语言，未引用不一定没有用到，这个怎样排查

• isa里面有个标志 表示是否被初始化 可以动态统计

• magic：⽤于调试器判断当前对象是真的对象还是没有初始化的空间

  Q9：超出作用域的如何响应事件，比如点击事件

• 重写hitTest方法

• 重写pointInset方法

  Q10：类簇

• 类簇是Foundation框架中广泛使用的设计模式->抽象工厂模式。类簇在公共抽象超类下对多个私有的具体子类进行分组。简化了面向对象框架的公共可见体系结构，而不会降低其功能丰富度。

• 常见类簇：NSString、NSArray、NSDictionary

  • 以数组为例，不管创建的是可变还是不可变的数组，在alloc之后得到的类都是NSPlaceholderArray。而当我们init一个不可变数组之后，得到的是NSArray0；如果有且只有一个元素，那就是NSStringObjectArrayI; 有多个元素，叫NSArrayI; init一个可变数组，都是__NSArrayM;

    设计模式

• 创建型模式

  • 单例模式
  • 工厂方法模式
  • 抽象工厂模式
• 结构型模式
  • 代理模式
  • 类簇
  • 装饰模式
  • 享元模式
• 行为型模式
  • 观察者模式
  • 命令模式