iOS类的方法调用顺序面试题

类的方法和分类的方法重名,执行的是哪一个方法?

首先如果重名方法不是Load方法,那么先执行分类方法

那么如果重名方法是Load方法,那么先执行主类再执行分类方法。

下面来解释一下,为什么重名方法是Load方法时,它先执行的是主类再执行分类;

首先我们需要了解,类中方法的加载在objc源码中的load_images方法中;来看看源码实现:!

iShot2020-10-24 13.59.26.png

看上图方框中的代码,就是发现方法,而call_load_methods就是调用方法;
下面去看看prepare_load_methods方法实现:

iShot2020-10-24 14.00.44.png

在看到源码实现后,可以清楚的看到_getObjc2NonlazyClassList非懒加载类的加载。然后去看看类加载的实现在方框中的schedule_class_load方法(后面的方法是加载分类的非懒加载方法,其代码与下面主类方法的加载类似):

iShot2020-10-24 14.06.58.png

在这个方法中,使用了递归调用,知道cls不存在,就找完了。接下来就是add_class_to_loadable_list方法:

iShot2020-10-24 14.08.05.png

此方法的作用就是将所有非懒加载类的方法添加到loadable_classes这张表中;

至于方法的发现就已经清楚了,首先发现主类方法添加到表中,在add_class_to_loadable_list中有源码实现,然后加载分类方法,同样添加到表中,在add_category_to_loadable_list方法有实现。

接下来就是对类中方法的加载了,同样的回答load_images方法中的call_load_methods方法:

iShot2020-10-24 14.15.19.png

看到这个方法,其实很简单,首先对主类的加载调用,然后对分类方法的加载调用,最后释放内存空间。
那么方法的加载就已经很清晰了,首先调用call_class_loads加载主类的方法,然后调用call_category_loads加载分类的方法,而所有方法的加载都在load_images方法中。

这道面试题其实是有关方法的调用顺序的,下面做一个总结:

普通方法:包括initialize,因为分类方法是在类realize之后attach进去的,插在前面,所以优先调用分类的方法

注意 : 不是分类覆盖主类哦!!!!

Load方法:

1: 主类load
2: 分类load (分类之间 看编译的顺序)

方法的本质,sel是什么?IMP是什么?两者之间的关系又是什么?

SEL : 方法编号
IMP : 函数指针地址

方法的本质:发送消息, 消息会有以下几个流程

1:快速查找 (objc_msgSend)~ cache_t 缓存消息
2:慢速查找~ 递归自己| 父类 ~ lookUpImpOrForward
3:查找不到消息: 动态方法解析 ~ resolveInstanceMethod
4:消息快速转发~ forwardingTargetForSelector
5:消息慢速转发~ methodSignatureForSelector & forwardInvocation

sel 是方法编号 ~ 在read_images 期间就编译进入了内存
imp 就是我们函数实现指针 ,找imp 就是找函数的过程
sel 就相当于书本的目录 tittle
imp 就是书本的⻚码 查找具体的函数就是想看这本书里面具体篇章的内容
1:我们首先知道想看什么 ~ tittle (sel)
2:根据目录对应的⻚码 (imp)
3:翻到具体的内容

能否向编译后的得到的类中增加实例变量?能否想运行时创建的类中添加实例变量

答案:
1:不能向编译后的得到的类中增加实例变量
2:只要内没有注册到内存还是可以添加

原因: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
可以添加属性 + 方法

[self class]和[super class]的区别以及原理分析

下面看一段代码:

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        Teacher *teacher = [[Teacher alloc] init];;
        NSLog(@"%@",teacher);
    }
    return 0;
}

@implementation Teacher
- (instancetype)init{
    self = [super init];
    if (self) {
        NSLog(@"%@ - %@",[self class],[super class]);
    }
    return self;
}

当执行程序,打印的结果都会是Teacher

那么为什么会是这样一个结果呢?

首先[self class]我们是可以理解的,他的底层实现是返回object_getClass(self),而object_getClass方法获取的是该类的Isa,那就很好理解了,所以打印的是Teacher

[super class]就比较难理解了,首先super是一个关键字,而self其实是init方法的隐藏参数。那么现在就需要去了解super是什么东西;

通过clang转换cpp文件,找到init方法实现:

static instancetype _I_Teacher_init(Teacher * self, SEL _cmd) {
    self = ((Teacher *(*)(__rw_objc_super *, SEL))(void *)objc_msgSendSuper)((__rw_objc_super){(id)self, (id)class_getSuperclass(objc_getClass("Teacher"))}, sel_registerName("init"));
    if (self) {
        NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_hr_l_56yp8j4y11491njzqx6f880000gn_T_Teacher_d9115f_mi_0,((Class (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)self, sel_registerName("class")),
              
              
              objc_msgSendSuper(
        {(id)self, (id)class_getSuperclass(objc_getClass("Teacher"))},
                                sel_registerName("class")));
    }
    return self;
}

可以看到super关键字转换的是class_getSuperclass
下图是objc_super的结构,他的第一个参数就是receiver,也就是一个消息接收者,而看cpp文件中init实现后,super的第一个参数就是self,那也就可以解释的通了,为什么打印的是Teacher了。

iShot2020-10-24 14.38.13.png

结果是对的,但是过程不一定就对了;

首先我们需要明白,用selfsuper的区别在哪,那就是super少走了一层方法,这个在类和isa的走位图中有详细解释,首先super的调用,让系统节约了在Teacher这一层找方法,而是直接从父类开始找方法。

super的底层实现并不是class_getSuperclass而是objc_msgSendSuper2,那是如何知道的呢?

init方法的if判断处打上断点,通过查看汇编的形式去看:

iShot2020-10-24 14.51.58.png

可以看到它在之前调用了objc_msgSendSuper2方法,而不是走class_getSuperclass,这就是运行时的处理。而objc_msgSendSuper2的底层实现是用汇编写的,就不详细介绍了。

面试题,内存平移

首先看一段代码:

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    Class cls = [Person class];
    void  *kc = &cls;  // 
    Person *person = [Person alloc];
    [(__bridge id)kc saySomething];
    
    [person saySomething]; 

  
}
- (void)saySomething{ 
    NSLog(@"%s",__func__);
}

看上面的代码:kc是指向cls的内存地址,当使用clskc执行saySomething方法,打印的结果都是一样的;

那么现在修改部分代码:

NSLog(@"%s - %@",__func__,self.name);

其中namePerson类的一个NSString类型的属性,并没有对name赋值;

那么执行代码后,结果却不一样了:


iShot2020-10-24 15.20.36.png

可以看到使用person调用方法的结果为null,这是什么愿意导致的?

下面打印一下类的地址信息:

Class cls = [Person class];
    void  *kc = &cls;  // 
    Person *person = [Person alloc];
NSLog(@"%p - %p",&person,kc);
void *sp  = (void *)&self;
    void *end = (void *)&person;
    long count = (sp - end) / 0x8;

    for (long i = 0; i<count; i++) {
        void *address = sp - 0x8 * i;
        if ( i == 1) {
            NSLog(@"%p : %s",address, *(char **)address);
        }else{
            NSLog(@"%p : %@",address, *(void **)address);
        }
    }
iShot2020-10-24 15.29.10.png

上图打印的信息依次为:
self cmd (id)class_getSuperclass(objc_getClass("Person")) self cls kc person

这些信息都是改控制器中的内存地址信息,类似于栈的结构一样,先进后出。

而在kcperson调用方法时,首先由kc调用,打印的是栈顶的第一个元素0x7ffeece44058 : <ViewController: 0x7fe5b5c0af70>,而当person调用方法时,它会先经过平移内存,去找到name,平移8字节,得到的是0x7ffeece44050 : viewDidLoad,而取的值与属性类型不匹配,因此打印的结果为null,那么就很好理解了。

如果将name类型改为int型,再执行程序会出现问题,因为int是4字节,无法识别读取的内容。

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