上篇文章：Runtime在工作中的運(yùn)用

1.objc在向一個(gè)對(duì)象發(fā)送消息時(shí)橡庞，發(fā)生了什么？

objc在向一個(gè)對(duì)象發(fā)送消息時(shí)立叛，runtime會(huì)根據(jù)對(duì)象的isa指針找到該對(duì)象實(shí)際所屬的類，然后在該類中的方法列表以及其父類方法列表中尋找方法運(yùn)行，如果一直到根類還沒找到泼诱，轉(zhuǎn)向攔截調(diào)用，走消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制赊锚，一旦找到 治筒，就去執(zhí)行它的實(shí)現(xiàn)IMP 。

詳解：請(qǐng)看Runtime在工作中的運(yùn)用 第二章Runtime消息機(jī)制舷蒲；

2.objc中向一個(gè)nil對(duì)象發(fā)送消息將會(huì)發(fā)生什么耸袜？

如果向一個(gè)nil對(duì)象發(fā)送消息，首先在尋找對(duì)象的isa指針時(shí)就是0地址返回了牲平，所以不會(huì)出現(xiàn)任何錯(cuò)誤堤框。也不會(huì)崩潰。

詳解：
如果一個(gè)方法返回值是一個(gè)對(duì)象纵柿，那么發(fā)送給nil的消息將返回0(nil)蜈抓；

如果方法返回值為指針類型，其指針大小為小于或者等于sizeof(void*) 昂儒，float沟使，double，long double 或者long long的整型標(biāo)量渊跋，發(fā)送給nil的消息將返回0腊嗡；

如果方法返回值為結(jié)構(gòu)體,發(fā)送給nil的消息將返回0。結(jié)構(gòu)體中各個(gè)字段的值將都是0拾酝；

如果方法的返回值不是上述提到的幾種情況燕少，那么發(fā)送給nil的消息的返回值將是未定義的。

3.objc中向一個(gè)對(duì)象發(fā)送消息[obj foo]和objc_msgSend()函數(shù)之間有什么關(guān)系微宝？

在objc編譯時(shí)棺亭，[obj foo] 會(huì)被轉(zhuǎn)意為：objc_msgSend(obj, @selector(foo));。

詳解：請(qǐng)看Runtime在工作中的運(yùn)用 第二章Runtime消息機(jī)制蟋软；

4.什么時(shí)候會(huì)報(bào)unrecognized selector的異常镶摘？

objc在向一個(gè)對(duì)象發(fā)送消息時(shí)，runtime庫會(huì)根據(jù)對(duì)象的isa指針找到該對(duì)象實(shí)際所屬的類岳守，然后在該類中的方法列表以及其父類方法列表中尋找方法運(yùn)行凄敢，如果，在最頂層的父類中依然找不到相應(yīng)的方法時(shí)湿痢，會(huì)進(jìn)入消息轉(zhuǎn)發(fā)階段涝缝，如果消息三次轉(zhuǎn)發(fā)流程仍未實(shí)現(xiàn)扑庞，則程序在運(yùn)行時(shí)會(huì)掛掉并拋出異常unrecognized selector sent to XXX 。

詳解：請(qǐng)看Runtime在工作中的運(yùn)用 第三章Runtime方法調(diào)用流程拒逮；

5.能否向編譯后得到的類中增加實(shí)例變量罐氨？能否向運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建的類中添加實(shí)例變量？為什么滩援？

不能向編譯后得到的類中增加實(shí)例變量栅隐；

能向運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建的類中添加實(shí)例變量；

1.因?yàn)榫幾g后的類已經(jīng)注冊(cè)在 runtime 中,類結(jié)構(gòu)體中的 objc_ivar_list 實(shí)例變量的鏈表和 instance_size 實(shí)例變量的內(nèi)存大小已經(jīng)確定玩徊，同時(shí)runtime會(huì)調(diào)用 class_setvarlayout 或 class_setWeaklvarLayout 來處理strong weak 引用.所以不能向存在的類中添加實(shí)例變量租悄。

2.運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建的類是可以添加實(shí)例變量，調(diào)用class_addIvar函數(shù). 但是的在調(diào)用 objc_allocateClassPair 之后恩袱，objc_registerClassPair 之前,原因同上.

6.給類添加一個(gè)屬性后泣棋，在類結(jié)構(gòu)體里哪些元素會(huì)發(fā)生變化？

instance_size ：實(shí)例的內(nèi)存大信纤潭辈；objc_ivar_list *ivars:屬性列表

7.一個(gè)objc對(duì)象的isa的指針指向什么？有什么作用俩檬？

指向他的類對(duì)象,從而可以找到對(duì)象上的方法

詳解：下圖很好的描述了對(duì)象萎胰，類，元類之間的關(guān)系:

image

圖中實(shí)線是 super_class指針棚辽，虛線是isa指針技竟。

1. Root class (class)其實(shí)就是NSObject，NSObject是沒有超類的屈藐，所以Root class(class)的superclass指向nil榔组。
2. 每個(gè)Class都有一個(gè)isa指針指向唯一的Meta class
3. Root class(meta)的superclass指向Root class(class)，也就是NSObject联逻，形成一個(gè)回路搓扯。
4. 每個(gè)Meta class的isa指針都指向Root class (meta)。

8.[self class] 與 [super class]

下面的代碼輸出什么？

   @implementation Son : Father
   - (id)init
   {
       self = [super init];
       if (self) {
           NSLog(@"%@", NSStringFromClass([self class]));
           NSLog(@"%@", NSStringFromClass([super class]));
       }
       return self;
   }
   @end

NSStringFromClass([self class]) = Son
NSStringFromClass([super class]) = Son

詳解：這個(gè)題目主要是考察關(guān)于 Objective-C 中對(duì) self 和 super 的理解。

self 是類的隱藏參數(shù)若治，指向當(dāng)前調(diào)用方法的這個(gè)類的實(shí)例滑负；

super 本質(zhì)是一個(gè)編譯器標(biāo)示符充包，和 self 是指向的同一個(gè)消息接受者。不同點(diǎn)在于：super 會(huì)告訴編譯器，當(dāng)調(diào)用方法時(shí)，去調(diào)用父類的方法沾鳄，而不是本類中的方法。

當(dāng)使用 self 調(diào)用方法時(shí)确憨，會(huì)從當(dāng)前類的方法列表中開始找译荞，如果沒有瓤的，就從父類中再找；而當(dāng)使用 super 時(shí)吞歼，則從父類的方法列表中開始找圈膏。然后調(diào)用父類的這個(gè)方法。

在調(diào)用[super class]的時(shí)候浆熔，runtime會(huì)去調(diào)用objc_msgSendSuper方法本辐，而不是objc_msgSend；

OBJC_EXPORT void objc_msgSendSuper(void /* struct objc_super *super, SEL op, ... */ )

/// Specifies the superclass of an instance. 
struct objc_super {
    /// Specifies an instance of a class.
    __unsafe_unretained 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 Class class;
#else
    __unsafe_unretained Class super_class;
#endif
    /* super_class is the first class to search */
};

在objc_msgSendSuper方法中医增，第一個(gè)參數(shù)是一個(gè)objc_super的結(jié)構(gòu)體，這個(gè)結(jié)構(gòu)體里面有兩個(gè)變量老虫，一個(gè)是接收消息的receiver叶骨，一個(gè)是當(dāng)前類的父類super_class。

objc_msgSendSuper的工作原理應(yīng)該是這樣的:
從objc_super結(jié)構(gòu)體指向的superClass父類的方法列表開始查找selector祈匙，找到后以objc->receiver去調(diào)用父類的這個(gè)selector忽刽。注意，最后的調(diào)用者是objc->receiver夺欲，而不是super_class跪帝！

那么objc_msgSendSuper最后就轉(zhuǎn)變成:

// 注意這里是從父類開始msgSend，而不是從本類開始
objc_msgSend(objc_super->receiver, @selector(class))

/// Specifies an instance of a class.  這是類的一個(gè)實(shí)例
    __unsafe_unretained id receiver;   


// 由于是實(shí)例調(diào)用些阅，所以是減號(hào)方法
- (Class)class {
    return object_getClass(self);
}

由于找到了父類NSObject里面的class方法的IMP伞剑，又因?yàn)閭魅氲娜雲(yún)bjc_super->receiver = self。self就是son市埋，調(diào)用class黎泣，所以父類的方法class執(zhí)行IMP之后，輸出還是son缤谎，最后輸出兩個(gè)都一樣抒倚，都是輸出son。

9.runtime如何通過selector找到對(duì)應(yīng)的IMP地址坷澡？

每一個(gè)類對(duì)象中都一個(gè)方法列表,方法列表中記錄著方法的名稱,方法實(shí)現(xiàn),以及參數(shù)類型,其實(shí)selector本質(zhì)就是方法名稱,通過這個(gè)方法名稱就可以在方法列表中找到對(duì)應(yīng)的方法實(shí)現(xiàn).

10._objc_msgForward函數(shù)是做什么的托呕，直接調(diào)用它將會(huì)發(fā)生什么？

_objc_msgForward是 IMP 類型频敛，用于消息轉(zhuǎn)發(fā)的：當(dāng)向一個(gè)對(duì)象發(fā)送一條消息项郊，但它并沒有實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，_objc_msgForward會(huì)嘗試做消息轉(zhuǎn)發(fā)姻政。

詳解：_objc_msgForward在進(jìn)行消息轉(zhuǎn)發(fā)的過程中會(huì)涉及以下這幾個(gè)方法：

1. resolveInstanceMethod:方法 (或 resolveClassMethod:)呆抑。
2. forwardingTargetForSelector:方法
3. methodSignatureForSelector:方法
4. forwardInvocation:方法
5. doesNotRecognizeSelector: 方法

具體請(qǐng)見：請(qǐng)看Runtime在工作中的運(yùn)用 第三章Runtime方法調(diào)用流程；

11. runtime如何實(shí)現(xiàn)weak變量的自動(dòng)置nil汁展？知道SideTable嗎鹊碍？

runtime 對(duì)注冊(cè)的類會(huì)進(jìn)行布局厌殉，對(duì)于 weak 修飾的對(duì)象會(huì)放入一個(gè) hash 表中。 用 weak 指向的對(duì)象內(nèi)存地址作為 key侈咕，當(dāng)此對(duì)象的引用計(jì)數(shù)為0的時(shí)候會(huì) dealloc公罕，假如 weak 指向的對(duì)象內(nèi)存地址是a，那么就會(huì)以a為鍵耀销， 在這個(gè) weak 表中搜索楼眷，找到所有以a為鍵的 weak 對(duì)象，從而設(shè)置為 nil熊尉。

更細(xì)一點(diǎn)的回答：

1.初始化時(shí)：runtime會(huì)調(diào)用objc_initWeak函數(shù)罐柳，初始化一個(gè)新的weak指針指向?qū)ο蟮牡刂贰?br> 2.添加引用時(shí)：objc_initWeak函數(shù)會(huì)調(diào)用objc_storeWeak() 函數(shù)， objc_storeWeak() 的作用是更新指針指向狰住，創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的弱引用表张吉。
3.釋放時(shí),調(diào)用clearDeallocating函數(shù)。clearDeallocating函數(shù)首先根據(jù)對(duì)象地址獲取所有weak指針地址的數(shù)組催植，然后遍歷這個(gè)數(shù)組把其中的數(shù)據(jù)設(shè)為nil肮蛹，最后把這個(gè)entry從weak表中刪除，最后清理對(duì)象的記錄创南。

SideTable結(jié)構(gòu)體是負(fù)責(zé)管理類的引用計(jì)數(shù)表和weak表伦忠，

詳解：參考自《Objective-C高級(jí)編程》一書
1.初始化時(shí)：runtime會(huì)調(diào)用objc_initWeak函數(shù)，初始化一個(gè)新的weak指針指向?qū)ο蟮牡刂贰?/strong>

{
    NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
    id __weak obj1 = obj;
}

當(dāng)我們初始化一個(gè)weak變量時(shí)稿辙，runtime會(huì)調(diào)用 NSObject.mm 中的objc_initWeak函數(shù)昆码。

// 編譯器的模擬代碼
 id obj1;
 objc_initWeak(&obj1, obj);
/*obj引用計(jì)數(shù)變?yōu)?，變量作用域結(jié)束*/
 objc_destroyWeak(&obj1);

通過objc_initWeak函數(shù)初始化“附有weak修飾符的變量（obj1）”邓深，在變量作用域結(jié)束時(shí)通過objc_destoryWeak函數(shù)釋放該變量（obj1）未桥。

2.添加引用時(shí)：objc_initWeak函數(shù)會(huì)調(diào)用objc_storeWeak() 函數(shù)， objc_storeWeak() 的作用是更新指針指向芥备，創(chuàng)建對(duì)應(yīng)的弱引用表冬耿。

objc_initWeak函數(shù)將“附有weak修飾符的變量（obj1）”初始化為0（nil）后，會(huì)將“賦值對(duì)象”（obj）作為參數(shù)萌壳，調(diào)用objc_storeWeak函數(shù)亦镶。

obj1 = 0；
obj_storeWeak(&obj1, obj);

也就是說：

weak 修飾的指針默認(rèn)值是 nil （在Objective-C中向nil發(fā)送消息是安全的）

然后obj_destroyWeak函數(shù)將0（nil）作為參數(shù)袱瓮，調(diào)用objc_storeWeak函數(shù)缤骨。

objc_storeWeak(&obj1, 0);

前面的源代碼與下列源代碼相同。

// 編譯器的模擬代碼
id obj1;
obj1 = 0;
objc_storeWeak(&obj1, obj);
/* ... obj的引用計(jì)數(shù)變?yōu)?尺借，被置nil ... */
objc_storeWeak(&obj1, 0);

objc_storeWeak函數(shù)把第二個(gè)參數(shù)的賦值對(duì)象（obj）的內(nèi)存地址作為鍵值绊起，將第一個(gè)參數(shù)__weak修飾的屬性變量（obj1）的內(nèi)存地址注冊(cè)到 weak 表中。如果第二個(gè)參數(shù)（obj）為0（nil）燎斩，那么把變量（obj1）的地址從weak表中刪除虱歪。

由于一個(gè)對(duì)象可同時(shí)賦值給多個(gè)附有__weak修飾符的變量中蜂绎，所以對(duì)于一個(gè)鍵值，可注冊(cè)多個(gè)變量的地址笋鄙。

可以把objc_storeWeak(&a, b)理解為：objc_storeWeak(value, key)师枣，并且當(dāng)key變nil，將value置nil萧落。在b非nil時(shí)践美，a和b指向同一個(gè)內(nèi)存地址，在b變nil時(shí)找岖，a變nil陨倡。此時(shí)向a發(fā)送消息不會(huì)崩潰：在Objective-C中向nil發(fā)送消息是安全的。

3.釋放時(shí),調(diào)用clearDeallocating函數(shù)许布。clearDeallocating函數(shù)首先根據(jù)對(duì)象地址獲取所有weak指針地址的數(shù)組玫膀，然后遍歷這個(gè)數(shù)組把其中的數(shù)據(jù)設(shè)為nil，最后把這個(gè)entry從weak表中刪除爹脾，最后清理對(duì)象的記錄。

當(dāng)weak引用指向的對(duì)象被釋放時(shí)箕昭，又是如何去處理weak指針的呢灵妨？當(dāng)釋放對(duì)象時(shí)，其基本流程如下：

1.調(diào)用objc_release
2.因?yàn)閷?duì)象的引用計(jì)數(shù)為0落竹，所以執(zhí)行dealloc
3.在dealloc中泌霍，調(diào)用了_objc_rootDealloc函數(shù)
4.在_objc_rootDealloc中，調(diào)用了object_dispose函數(shù)
5.調(diào)用objc_destructInstance
6.最后調(diào)用objc_clear_deallocating

對(duì)象被釋放時(shí)調(diào)用的objc_clear_deallocating函數(shù):

1.從weak表中獲取廢棄對(duì)象的地址為鍵值的記錄
2.將包含在記錄中的所有附有 weak修飾符變量的地址述召，賦值為nil
3.將weak表中該記錄刪除
4.從引用計(jì)數(shù)表中刪除廢棄對(duì)象的地址為鍵值的記錄

總結(jié):

其實(shí)Weak表是一個(gè)hash（哈希）表朱转，Key是weak所指對(duì)象的地址，Value是weak指針的地址（這個(gè)地址的值是所指對(duì)象指針的地址）數(shù)組积暖。

12.isKindOfClass 與 isMemberOfClass

下面代碼輸出什么藤为？

@interface Sark : NSObject
@end
@implementation Sark
@end
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        BOOL res1 = [(id)[NSObject class] isKindOfClass:[NSObject class]];
        BOOL res2 = [(id)[NSObject class] isMemberOfClass:[NSObject class]];
        BOOL res3 = [(id)[Sark class] isKindOfClass:[Sark class]];
        BOOL res4 = [(id)[Sark class] isMemberOfClass:[Sark class]];
        NSLog(@"%d %d %d %d", res1, res2, res3, res4);
    }
    return 0;
}

1000

詳解：

在isKindOfClass中有一個(gè)循環(huán)，先判斷class是否等于meta class夺刑，不等就繼續(xù)循環(huán)判斷是否等于meta class的super class缅疟，不等再繼續(xù)取super class，如此循環(huán)下去遍愿。

[NSObject class]執(zhí)行完之后調(diào)用isKindOfClass存淫，第一次判斷先判斷NSObject和 NSObject的meta class是否相等，之前講到meta class的時(shí)候放了一張很詳細(xì)的圖沼填，從圖上我們也可以看出桅咆，NSObject的meta class與本身不等。接著第二次循環(huán)判斷NSObject與meta class的superclass是否相等坞笙。還是從那張圖上面我們可以看到：Root class(meta) 的superclass就是 Root class(class)岩饼，也就是NSObject本身荚虚。所以第二次循環(huán)相等，于是第一行res1輸出應(yīng)該為YES忌愚。

同理曲管，[Sark class]執(zhí)行完之后調(diào)用isKindOfClass，第一次for循環(huán)硕糊，Sark的Meta Class與[Sark class]不等院水，第二次for循環(huán)，Sark Meta Class的super class 指向的是 NSObject Meta Class简十， 和Sark Class不相等檬某。第三次for循環(huán)，NSObject Meta Class的super class指向的是NSObject Class螟蝙，和 Sark Class 不相等恢恼。第四次循環(huán)，NSObject Class 的super class 指向 nil胰默， 和 Sark Class不相等场斑。第四次循環(huán)之后，退出循環(huán)牵署，所以第三行的res3輸出為NO漏隐。

isMemberOfClass的源碼實(shí)現(xiàn)是拿到自己的isa指針和自己比較，是否相等奴迅。
第二行isa 指向 NSObject 的 Meta Class青责，所以和 NSObject Class不相等。第四行取具，isa指向Sark的Meta Class脖隶，和Sark Class也不等，所以第二行res2和第四行res4都輸出NO暇检。

13.使用runtime Associate方法關(guān)聯(lián)的對(duì)象产阱，需要在主對(duì)象dealloc的時(shí)候釋放么？

無論在MRC下還是ARC下均不需要占哟，被關(guān)聯(lián)的對(duì)象在生命周期內(nèi)要比對(duì)象本身釋放的晚很多心墅，它們會(huì)在被 NSObject -dealloc 調(diào)用的object_dispose()方法中釋放。

詳解：

1榨乎、調(diào)用 -release ：引用計(jì)數(shù)變?yōu)榱?對(duì)象正在被銷毀怎燥，生命周期即將結(jié)束. 
不能再有新的 __weak 弱引用，否則將指向 nil.
調(diào)用 [self dealloc]

2蜜暑、 父類調(diào)用 -dealloc 
繼承關(guān)系中最直接繼承的父類再調(diào)用 -dealloc 
如果是 MRC 代碼 則會(huì)手動(dòng)釋放實(shí)例變量們（iVars）
繼承關(guān)系中每一層的父類 都再調(diào)用 -dealloc

>3铐姚、NSObject 調(diào) -dealloc 
只做一件事：調(diào)用 Objective-C runtime 中object_dispose() 方法

>4. 調(diào)用 object_dispose()
為 C++ 的實(shí)例變量們（iVars）調(diào)用 destructors
為 ARC 狀態(tài)下的 實(shí)例變量們（iVars） 調(diào)用 -release 
解除所有使用 runtime Associate方法關(guān)聯(lián)的對(duì)象 
解除所有 __weak 引用 
調(diào)用 free()

14. 什么是method swizzling（俗稱黑魔法)

簡(jiǎn)單說就是進(jìn)行方法交換

詳解：請(qǐng)看Runtime在工作中的運(yùn)用 第五章Runtime方法交換；

在Objective-C中調(diào)用一個(gè)方法，其實(shí)是向一個(gè)對(duì)象發(fā)送消息隐绵，查找消息的唯一依據(jù)是selector的名字之众。利用Objective-C的動(dòng)態(tài)特性，可以實(shí)現(xiàn)在運(yùn)行時(shí)偷換selector對(duì)應(yīng)的方法實(shí)現(xiàn)依许，達(dá)到給方法掛鉤的目的棺禾。

每個(gè)類都有一個(gè)方法列表，存放著方法的名字和方法實(shí)現(xiàn)的映射關(guān)系峭跳，selector的本質(zhì)其實(shí)就是方法名膘婶，IMP有點(diǎn)類似函數(shù)指針，指向具體的Method實(shí)現(xiàn)蛀醉，通過selector就可以找到對(duì)應(yīng)的IMP悬襟。

換方法的幾種實(shí)現(xiàn)方式

• 利用 method_exchangeImplementations 交換兩個(gè)方法的實(shí)現(xiàn)
• 利用 class_replaceMethod 替換方法的實(shí)現(xiàn)
• 利用 method_setImplementation 來直接設(shè)置某個(gè)方法的IMP

image

15.Compile Error / Runtime Crash / NSLog…?

下面的代碼會(huì)？Compile Error / Runtime Crash / NSLog…?

@interface NSObject (Sark)
+ (void)foo;
- (void)foo;
@end

@implementation NSObject (Sark)
- (void)foo {
    NSLog(@"IMP: -[NSObject (Sark) foo]");
}
@end

// 測(cè)試代碼
[NSObject foo];
[[NSObject new] performSelector:@selector(foo)];

IMP: -[NSObject(Sark) foo] 拯刁，全都正常輸出脊岳，編譯和運(yùn)行都沒有問題。

詳解：

這道題和上一道題很相似垛玻，第二個(gè)調(diào)用肯定沒有問題割捅，第一個(gè)調(diào)用后會(huì)從元類中查找方法，然而方法并不在元類中帚桩，所以找元類的superclass棺牧。方法定義在是NSObject的Category，由于NSObject的對(duì)象模型比較特殊朗儒，元類的superclass是類對(duì)象，所以從類對(duì)象中找到了方法并調(diào)用参淹。

感謝：

霜神醉锄、iOS程序犭袁、sunnyxx