15、OC底层练习

一、runtime Associatie方法关联的对象，需要在dealloc 中释放吗？

当我们的对象释放时，会调用dealloc

1、C++函数释放: objc_cxxDestruct
2、移除关联属性: _objc_remove_associations
3、将弱引用自动设置nil：weak_clear_no_lock(&table.weak_table,(id)this);
4、引用计数处理：table.refcnts.erose(this)
5、销毁对象：free(obj)

所以：关联对象 不需要我们手动移除，会在对象析构 即dealloc时释放

dealloc源码分析：

dealloc 的源码查找路径为：
dealloc -> _objc_rootDealloc -> rootDealloc -> object_dispose(释放对象) ->objc_destructInstance -> _objcet_remove_associations

二、方法的调度顺序

1、类方法 和 分类方法 重名，如果调用，是什么情况？

a、如果同名方法是普通方法，包括 initialize -- 先调用分类方法

解析：

因为分类的方法是在类realize之后 attach进去的，插在类的方法的前面，所以优先调用分类的方法（注意：只是优先调用，不会覆盖主类）

initialize 方法什么时候调用？ initialize 方法也是主动调用，即第一次消息时 调用，为了不影响整个load，可以将需要 提前加载的数据 写到 initialize

b、如果同名方法是load方法-- 先 主类load，后 分类 load（分类之间看编译的顺序）`

imag.png

三、 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 面向对象已经运行时的功能

运行时 是指 将 数据类型的确定 由编译时 推迟到了 运行时，例如： extension 和 category 的区别

平时编写的OC代码，在程序运行的过程中，其实最终会转换成 runtime 的C语言代码，runtime 就是 OC 的幕后工作者

Category 分类：

专门用来给类添加方法，不能给类添加成员属性（其实可以通过runtime 给分类添加属性，即属性关系，重写setter/getter方法），分类中用 @property 定义变量，只会生成变量的setter/getter方法的声明，不能生成方法实现 和 带下划线的成员变量

Extension类扩展：

可以说成是 特殊的分类，也可称为 匿名分类，可以给类 添加成员属性、添加方法（但都是私有的）

四、方法的本质，SEL 是什么？ IMP是什么？两者之间的关系又是什么？

方法的本质：消息发送，消息会有以下几个流程：

1、快速查找（objc_msgSend）-cache_t缓存消息中查找
2、慢速查找- 递归自己/父类 -lookUpImpOrforward
3、动态决议 - 动态方法补救 resolveInstanceMethod
4、消息快速转发 - forwardingTargetForSelector
5、 消息慢速转发 -methodSignatureForSelector & forwardInvocation

sel 是方法方法编号， 在read_images 期间就编译进了 内存
imp 是 函数实现指针，找imp 就是 找函数的过程

sel 相当于 一本书的 目录title ，sel 相当于 书本的页码

五、能否向编译后得到的类中增加实例变量？能否向运行时创建的类中添加实例变量？

1、 不能想编译后得到的类中增加实例变量，能向运行时创建的类中添加实例变量
2、只要类没有注册到内存还是可以添加的
3、可以添加属性+方法

原因：编译好的实例变量存储的位置是or，一旦编译完成，内存结构就完全确定了。

六 、【self class】 与 【super class】的区别以及原理分析

• [self class] 就是发送消息 objc_msgSend ,消息接收者是：self，方法编号class

• [super class] 本质就是 objc_msgSendSuper, 消息的接收者 还是 self，方法编号 class， 在运行时，底层调用的是：**_objc_msgSendSuper2 **

• 只是objc_msgSendSuper2 会更快，直接跳过 self的查找

七、Runtime 是如何实现weak的，为什么可以自动设置为nil

1、通过sideTable 找到我们的weak_table
2、weak_table 根据 referent 找到 或者 创建 weak_entry_t
3、然后appent_referrer(entry,referrer) 将我的新弱引用的对象加进去entry
4、最后 weak_entry_insert,把 entry 加入到我们的weak_table

image.png

八 、 内存平移问题

Class cls = [LGPerson class];
void  *kc = &cls;  //
[(__bridge id)kc saySomething];

LGPerson 中有一个属性kc_name 和一个 实例方法 saySomething，通过上面代码这种方式，能否调用实例方法？为什么？

代码调试：

我们在日常开发中的调用方式是下面这种：

LGPerson *person = [LGPerson alloc];
[person saySomething];

通过运行发现，是可以执行的，如下：

image.png

[person saySomething]的本质是 对象发送消息，那么当前的person 是什么？

person 的isa 指向类 LGPerson 即 person 的首地址 指向 LGPerson的首地址 ，我们 可以通过 LGPerson 的内存平移找到cache ，在cache中查找方法

在 [(__bridge id)kc saySomething]中的kc 是来自于LGPerson 这个类，然后有一个指针kc，将其 指向LGPerson的首地址

image.png

所以，person 是指向LGPerson类的结构，kc也是指向LGPerson类的结构，然后都是在LGPerson 中的methodList 中查找方法

image.png

修改： saySomething里面有属性 self.kc_name 的打印
代码如下：

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

//下面这两种方式调用
//方式一
Class cls = [LGPerson class];
void  *kc = &cls; 
[(__bridge id)kc saySomething]; 
 
//方式二：常规调用
LGPerson *person = [LGPerson alloc];
 [person saySomething];

打印结果：

image.png

kc方式的调用打印的kc_name 是 <ViewController: 0x102d0aa30>
person 方式的调用打印的 kc_name 是 (null)

why 出现的打印不一致？？？

• 其中person 方式的kc_name 是由于 self指向person的内存结构，然后通过 内存平移8字节，取出 kc_name , 即 self指针首地址平移8字节获得

• kc方式： 其中kc指针中没有任何，所以kc表示8个字节指针，self.kc_name的获取，相当于kc 首地址的指针也需要平移8字节找到kc_name , 那么此时的kc指针地址是多大？？平移8 个字节获取的是什么？

kc 是 一个指针，是存在栈中的，栈是一个先进后出的结构，参数传入 就是一个不断压栈的过程。

• 其中 隐藏参数会压入栈，且每个函数都会有两个隐藏参数（id self，sel _cmd）,可以通过clang查看底层编译
• 隐藏参数压栈 的过程，其地址是 递减的，而 栈是从高地址->低地址 分配的，即 在栈中，参数会从前往后一直压
• super 通过clang 查看底层的编译，是 objc_msgSendSuper，其第一次参数是一个结构体__rw_objc_super（self，class_getSuperclass），那么结构体中的属性是 任何压栈的？ 可以通过自定义一个结构体，判断结构体内部成员的压栈情况

image.png

图中可以得出 20 先加入 10 后加入，因此 结构体内部 的压栈情况是 低地址-> 高地址，递增的，栈中结构体内部 的成员是反向压入栈，即低地址-> 高地址，是递增的。

• 所以到目前为止，栈中 从高地址到低地址 的顺序的：
  self - _cmd - (id)class_getSuperclass(objc_getClass("ViewController")) - self - cls - kc - person

sel 和 _cmd 是 viewDidload方法的两个隐藏参数，是 高地址-> 低地址 （正向压栈的）

class_getSuperClass 和 self 为 objc_msgsendSuper2 中的结构体成员，是从最后一个成员变量，即低地址->高地址 （方向压栈的）

可以通过下面的代码打印栈的存储是否如上面所说：

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);
    }
}

image.png

其中为什么class_getSuperclass 是 ViewController，因为objc_msgSendSuper2返回的是当前类，两个self，并不是同一个self，而是栈的指针不同，但是指向同一片内存空间

• [(__bridge id)kc saySomething]调用时，此时的kc是 LGPerson: 0x7ffeec381098，所以saySomething方法中传入的self 还是LGPerson，但并不是我们通常认为的LGPerson，使我们当前传入的消息接收者，即LGPerson: 0x7ffeec381098，是LGPerson的实例对象，此时的操作与普通的LGPerson是一致的，即LGPerson的地址内存平移8字节

普通person 流程： person -> kc_name - 内存平移8字节

kc流程：0x7ffeec381098 + 0x80 -> 0x7ffeec3810a0,即为self，指向<viewController:0x7fac45514f50>

其中 person 与LGPerson 的关系是 person 是以LGPerson为模版的实例化对象，即alloc 有一个指针地址，指向isa，isa指向LGPerson，它们之间关联是有一个isa 指向，
而kc也是指向LGPerson的关系，编译器会认为 kc也是LGPerson的一个实例化对象，即kc相当于 isa，即首地址，指向LGPerson，具有和person一样的效果，简单来说，我们已经完全将编译器骗过了，即kc也有kc_name. 由于person查找kc_name是 通过内存平移8字节，所以kc也是通过内存平移8字节找到kc_name

注：

堆 是 从小到大，即低地址-> 高地址

栈是从大到小 ，即 从高地址->低地址

函数隐藏参数会 从前往后 一直压，即高地址->低地址 开始入栈
结构体内部的员工 是 从低地址->高地址

一般情况下，内存地址有如下规则：

0x60 开头表示在 堆 中
0x70 开头的地址表示在栈中
0x10 开头的地址表示在全局区域 中