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iOS开发面试只需知道这些,技术基本通关!(内存管理篇)

iOS大鑫

一、在  Obj-C中,如何检测内存泄漏?你知道哪些方式?

目前我知道的方式有以下几种

· Memory Leaks

· Alloctions

· Analyse

· Debug Memory Graph

· MLeaksFinder

泄露的内存主要有以下两种:

· Laek  Memory这种是忘记   Release操作所泄露的内存。

· Abandon  Memory这种是循环引用,无法释放掉的内存。

上面所说的五种方式,其实前四种都比较麻烦,需要不断地调试运行,第五种是腾讯阅读团队出品,效果
好一些

二、在MRC下如何重写属性的Setter和Getter_.md

setter

getter

重写dealloc

三、循环引用

循环引用的实质:多个对象相互之间有强引用,不能释放让系统回收。
如何解决循环引用?

1、避免产生循环引用,通常是将strong引用改为weak引用。

比如在修饰属性时用weak
block内调用对象方法时,使用其弱引用,这里可以使用两个宏

还可以使用__block来修饰变量
MRC下,__block不会增加其引用计数,避免了循环引用
ARC下,__block修饰对象会被强引用,无法避免循环引用,需要手动解除。

2、在合适时机去手动断开循环引用。

通常我们使用第一种。

(1)、代理(delegate)循环引用属于相互循环引用

delegate  iOS中开发中比较常遇到的循环引用,一般在声明  delegate的时候都要使用弱引用   weak,或者assign,当然怎么选择使用 assign还是 weakMRC的话只能用  assign,在 ARC的情况下最好使用  weak,因为weak修饰的变量在释放后自动指向  nil,防止野指针存在

(2)、NSTimer循环引用属于相互循环使用

在控制器内,创建 NSTimer作为其属性,由于定时器创建后也会强引用该控制器对象,那么该对象和定时
器就相互循环引用了。

如何解决呢?

这里我们可以使用手动断开循环引用:
如果是不重复定时器,在回调方法里将定时器 invalidate并置为 nil即可。
如果是重复定时器,在合适的位置将其 invalidate并置为 nil即可

(3)、block循环引用

一个简单的例子:

由于block会对block中的对象进行持有操作,就相当于持有了其中的对象,而如果此时block中的对象又
持有了该block,则会造成循环引用。
解决方案就是使用__weak修饰self即可

并不是所有block都会造成循环引用。
只有被强引用了的block才会产生循环引用
而比如`dispatch_async(dispatch_get_main_queue(),^{}),[UIViewanimateWithDuration:1
animations:^{}]`这些系统方法等
或者block并不是其属性而是临时变量,即栈block

还有一种场景,在block执行开始时self对象还未被释放,而执行过程中,self被释放了,由于是用weak修饰的,那么weakSelf也被释放了,此时在block里访问weakSelf时,就可能会发生错误(向nil对象发消息并不会崩溃,但也没任何效果)。

对于这种场景,应该在block中对对象使用__strong修饰,使得在block期间对对象持有,block执行结束后,解除其持有。

四、说一下什么是悬垂指针?什么是野指针?

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悬垂指针
指针指向的内存已经被释放了,但是指针还存在,这就是一个悬垂指针或者说迷途指针

野指针
没有进行初始化的指针,其实都是野指针

五、说一下对Strong,Weak,assign,copy,__unsafe_unretain,__autoreleasing关键字的理解

Strong

Strong修饰符表示指向并持有该对象,其修饰对象的引用计数会加1。该对象只要引用计数不为0就不会被销毁。当然可以通过将变量强制赋值nil来进行销毁。

Weak

weak修饰符指向但是并不持有该对象,引用计数也不会加1。在Runtime中对该属性进行了相关操作,无需处理,可以自动销毁。weak用来修饰对象,多用于避免循环引用的地方。weak不可以修饰基本数据类型。

assign

assign主要用于修饰基本数据类型,

例如NSIntegerCGFloat,存储在栈中,内存不用程序员管理。assign是可以修饰对象的,但是会出现问题。

copy

copy关键字和strong类似,copy多用于修饰有可变类型的不可变对象NSString,NSArray,NSDictionary上。

__unsafe_unretain

__unsafe_unretain类似于weak,但是当对象被释放后,指针已然保存着之前的地址,被释放后的地址变为僵尸对象,访问被释放的地址就会出问题,所以说他是不安全的。

__autoreleasing

将对象赋值给附有__autoreleasing修饰的变量等同于ARC无效时调用对象的autorelease方法,实质就是扔进了自动释放池。

六、是否了解深拷贝和浅拷贝的概念,集合类深拷贝如何实现

简而言之:

1、对不可变的非集合对象,copy是指针拷贝,mutablecopy是内容拷贝

2、对于可变的非集合对象,copymutablecopy都是内容拷贝

3、对不可变的数组、字典、集合等集合类对象,copy是指针拷贝,mutablecopy是内容拷贝

4、对于可变的数组、字典、集合等集合类对象,copymutablecopy都是内容拷贝

但是,对于集合对象的内容复制仅仅是对对象本身,但是对象的里面的元素还是指针复制。要想复制整个集合对象,就要用集合深复制的方法,有两种:

(1)使用 initWithArray:copyItems:方法,将第二个参数设置为 YES即可

(2)将集合对象进行归档(archive)然后解归档(unarchive):

七、使用自动引用计数应遵循的原则

1.不能使用  retainreleaseretainCountautorelease

2.不可以使用  NSAllocateObjectNSDeallocateObject

3.必须遵守内存管理方法的命名规则。

4.不需要显示的调用  Dealloc

5.使用  @autoreleasePool来代替   NSAutoreleasePool

6.不可以使用区域  NSZone

7.对象性变量不可以作为 C语言的结构体成员。

8.显示转换  id和   void*

八、能不能简述一下  Dealloc的实现机制

Dealloc的实现机制是内容管理部分的重点,把这个知识点弄明白,对于全方位的理解内存管理的只是很有必要。

1.Dealloc调用流程

(1).首先调用  _objc_rootDealloc()

(2).接下来调用  rootDealloc()

(3).这时候会判断是否可以被释放,判断的依据主要有 5个,判断是否有以上五种情况

NONPointer_ISA

weakly_reference

has_assoc

has_cxx_dtor

has_sidetable_rc

如果有以上五中任意一种,将会调用  object_dispose()方法,做下一步的处理。

如果没有之前五种情况的任意一种,则可以执行释放操作,C函数的  free()。

执行完毕。

2.object_dispose()调用流程。

(1).直接调用  objc_destructInstance()。

(2).之后调用  C函数的  free()。

3.objc_destructInstance()调用流程

(1).先判断  hasCxxDtor,如果有 C++的相关内容,要调用    object_cxxDestruct(),销毁   C++相关的内容。

(2).再判断  hasAssocitatedObjects,如果有的话,要调用 object_remove_associations(),销毁关联对象的一系列操作。

(3).然后调用  clearDeallocating()。

(4).执行完毕。

4.clearDeallocating()调用流程。

(1).先执行  sideTable_clearDellocating()。

(2).再执行  weak_clear_no_lock,在这一步骤中,会将指向该对象的弱引用指针置为 nil

(3).接下来执行  table.refcnts.eraser(),从引用计数表中擦除该对象的引用计数。

(4).至此为止,Dealloc的执行流程结束。

九、内存中的5大区分别是什么?

栈区(stack):由编译器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量的值等。其操作方式类似于数据结构中的栈。

堆区(heap):一般由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时可能由   OS 回收。注意它与数据结构中的堆是两回事,分配方式倒是类似于链表。

全局区(静态区)(static):全局变量和静态变量的存储是放在一块的,初始化的全局变量和静态变量在一块区域,未初始化的全局变量和未初始化的静态变量在相邻的另一块区域。   -程序结束后由系统释放。

文字常量区:常量字符串就是放在这里的。程序结束后由系统释放。

程序代码区:存放函数体的二进制代码。

十、内存管理默认的关键字是什么?

MRC

ARC

如果改为基本数据类型,那就是assign

十一、内存管理方案

taggedPointer:存储小对象如  NSNumber。深入理解 Tagged Pointer

NONPOINTER_ISA(非指针型的 isa):在 64位架构下,isa指针是占   64比特位的,实际上只有  30多位就
已经够用了,为了提高利用率,剩余的比特位存储了内存管理的相关数据内容。

散列表:复杂的数据结构,包括了引用计数表和弱引用表,通过 SideTables()结构来实现的,SideTables()结构下,有很多 SideTable的数据结构。而 sideTable当中包含了自旋锁,引用计数表,弱引用表。
SideTables()实际上是一个哈希表,通过对象的地址来计算该对象的引用计数在哪个 sideTable中。

自旋锁:

自旋锁是“忙等”的锁。
适用于轻量访问。
引用计数表和弱引用表实际是一个哈希表,来提高查找效率。

十二、内存布局

栈(stack):方法调用,局部变量等,是连续的,高地址往低地址扩展

堆(heap):通过 alloc等分配的对象,是离散的,低地址往高地址扩展,需要我们手动控制

未初始化数据(bss):未初始化的全局变量等

已初始化数据(data):已初始化的全局变量等

代码段(text):程序代码

64bit和32bit下long和char所占字节是不同的

char:1字节(ASCII2=256个字符)

char*(即指针变量):4个字节(32位的寻址空间是2,即32个bit,也就是4个字节。同理64位编译器为8个字节)

shortint:2个字节范围-2~>2即-32768~>32767

int:4个字节范围-2147483648~>2147483647

unsignedint:4个字节

long:4个字节范围和int一样64位下8个字节,范围-9223372036854775808~9223372036854775807

longlong:8个字节范围-9223372036854775808~9223372036854775807

unsignedlonglong:8个字节最大值:1844674407370955161

float:4个字节

double:8个字节

static、const和sizeof关键字

static关键字

答:Static的用途主要有两个,一是用于修饰存储类型使之成为静态存储类型,二是用于修饰链接属性使
之成为内部链接属性。

(1)、静态存储类型:

在函数内定义的静态局部变量,该变量存在内存的静态区,所以即使该函数运行结束,静态变量的值不会
被销毁,函数下次运行时能仍用到这个值。

在函数外定义的静态变量——静态全局变量,该变量的作用域只能在定义该变量的文件中,不能被其他文
件通过 extern引用。

(2)、内部链接属性

静态函数只能在声明它的源文件中使用。

const关键字

1、声明常变量,使得指定的变量不能被修改。

2、修饰函数形参,使得形参在函数内不能被修改,表示输入参数。

3、修饰函数返回值,使得函数的返回值不能被修改。

sizeof关键字

sizeof是在编译阶段处理,且不能被编译为机器码。sizeof的结果等于对象或类型所占的内存字节数。
sizeof的返回值类型为size_t

变量:inta;sizeof(a)为4;

指针:int*p;sizeof(p)为4;

数组:intb[10];sizeof(b)为数组的大小,4*10;intc[0];sizeof(c)等于0

结构体:struct(inta;charch;)s1;sizeof(s1)为8与结构体字节对齐有关。

对结构体求sizeof时,有两个原则:

注意:不能对结构体中的位域成员使用sizeof

sizeof(void)等于1

sizeof(void*)等于4

十三、讲一下  iOS内存管理的理解

实际上是三种方案的结合

1.TaggedPointer(针对类似于NSNumber的小对象类型)

2.NONPOINTER_ISA(64位系统下)

*第一位的  0或   1代表是纯地址型   isa指针,还是    NONPOINTER_ISA指针。

*第二位,代表是否有关联对象

*第三位代表是否有  C++代码。

*接下来 33位代表指向的内存地址

*接下来有弱引用的标记

*接下来有是否  delloc的标记....等等

3.散列表(引用计数表、weak表)

*SideTables表在非嵌入式的    64位系统中,有   64张  SideTable

*每一张  SideTable主要是由三部分组成。自旋锁、引用计数表、弱引用表。

*全局的引用计数之所以不存在同一张表中,是为了避免资源竞争,解决效率的问题。

*引用计数表中引入了分离锁的概念,将一张表分拆成多个部分,对他们分别加锁,可以实现并发操
作,提升执行效率

十四、讲一下  @dynamic关键字?

@dynamic意味着编译器不会帮助我们自动合成settergetter方法。我们需要手动实现、这里就涉及到Runtime的动态添加方法的知识点。

十五、简要说一下  @autoreleasePool的数据结构?

简单说是双向链表,每张链表头尾相接,有  parentchild指针
每创建一个池子,会在首部创建一个哨兵对象,作为标记
最外层池子的顶端会有一个 next指针。当链表容量满了,就会在链表的顶端,并指向下一张表。

十六、访问  __weak修饰的变量,是否已经被注册在了   @autoreleasePool中?为什么?

答案是肯定的,__weak修饰的变量属于弱引用,如果没有被注册到@autoreleasePool中,创建之后也就
会随之销毁,为了延长它的生命周期,必须注册到@autoreleasePool中,以延缓释放。

十七、retain、release的实现机制?

1.Retain的实现机制。

2.Release的实现机制。

二者的实现机制类似,概括讲就是通过第一层hash算法,找到指针变量所对应的sideTable。然后再通过一层hash算法,找到存储引用计数的size_t,然后对其进行增减操作。retainCount不是固定的1,SIZE_TABLE_RC_ONE是一个宏定义,实际上是一个值为4的偏移量。

十八、MRC(手动引用计数)和ARC(自动引用计数)

1、MRCallocretainreleaseretainCount,autorelease,dealloc

2、ARC

*ARC LLVMRuntime协作的结果

*ARC禁止手动调用  retainreleaseretainCount,autorelease关键字

*ARC新增  weakstrong关键字

3、引用计数管理:

alloc:经过一系列函数调用,最终调用了  calloc函数,这里并没有设置引用计数为   1

retain:经过两次哈希查找,找到其对应引用计数值,然后将引用计数加  1(实际是加偏移量)

release:和 retain相反,经过两次哈希查找,找到其对应引用计数值,然后将引用计数减  1

4、弱引用管理:

*添加 weak变量:
通过哈希算法位置查找添加。如果查找对应位置中已经有了当前对象所对应的弱引用数组,就把新的弱引用变量添加到数组当中;如果没有,就创建一个弱引用数组,并将该弱引用变量添加到该数组中。

*当一个被 weak修饰的对象被释放后,weak对象怎么处理的?
清除 weak变量,同时设置指向为 nil。当对象被 dealloc释放后,在  dealloc的内部实现中,会调用弱引用清除的相关函数,会根据当前对象指针查找弱引用表,找到当前对象所对应的弱引用数组,将数组中的所有弱引用指针都置为 nil

5、自动释放池:

在当次 runloop将要结束的时候调用 objc_autoreleasePoolPop,并 push进来一个新的   AutoreleasePool

AutoreleasePoolPage是以栈为结点通过双向链表的形式组合而成,是和线程一一对应的。
内部属性有 parentchild对应前后两个结点,thread对应线程,next指针指向栈中下一个可填充的位置。

*AutoreleasePool实现原理?

编译器会将@autoreleasepool{}改写为:

*objc_autoreleasePoolPush
把当前next位置置为nil,即哨兵对象,然后next指针指向下一个可入栈位置,AutoreleasePool的多层嵌套,即每次objc_autoreleasePoolPush,实际上是不断地向栈中插入哨兵对象。

*objc_autoreleasePoolPop:

根据传入的哨兵对象找到对应位置。给上次push操作之后添加的对象依次发送release消息。
回退next指针到正确的位置。

十九、BAD_ACCESS在什么情况下出现?

访问了已经被销毁的内存空间,就会报出这个错误。
根本原因是有悬垂指针没有被释放。

二十、autoReleasePool什么时候释放?

App启动后,苹果在主线程RunLoop里注册了两个Observer,其回调都是_wrapRunLoopWithAutoreleasePoolHandler()。

第一个Observer监视的事件是  Entry(即将进入Loop),其回调内会调用_objc_autoreleasePoolPush()创建自动释放池。其order是-2147483647,优先级最高,保证创建释放池发生在其他所有回调之前。

第二个Observer监视了两个事件:BeforeWaiting(准备进入休眠)时调用_objc_autoreleasePoolPop()和_objc_autoreleasePoolPush()释放旧的池并创建新池;Exit(即将退出Loop)时调_objc_autoreleasePoolPop()来释放自动释放池。这个Observerorder是2147483647,优先级最低,保证其释放池子发生在其他所有回调之后。

二十一、ARC自动内存管理的原则

*自己生成的对象,自己持有

*非自己生成的对象,自己可以持有

*自己持有的对象不再需要时,需要对其进行释放

*非自己持有的对象无法释放

二十二、ARC在运行时做了哪些工作?

*主要是指  weak关键字。weak修饰的变量能够在引用计数为    0时被自动设置成nil,显然是有运行时逻辑在工作的。

*为了保证向后兼容性,ARC在运行时检测到类函数中的   autorelease后紧跟其后    retain,此时不直接调用对象的  autorelease方法,而是改为调用   objc_autoreleaseReturnValueobjc_autoreleaseReturnValue会检视当前方法返回之后即将要执行的那段代码,若那段代码要在返回对象上执行  retain操作,则设置全局数据结构中的一个标志位,而不执行   autorelease操作,与之相似,如果方法返回了一个自动释放的对象,而调用方法的代码要保留此对象,那么此时不直接执行  retain,而是改为执行    objc_retainAoutoreleasedReturnValue函数。此函数要检测刚才提到的标志位,若已经置位,则不执行  retain操作,设置并检测标志位,要比调用autorelease retain更快。

二十三、ARC在编译时做了哪些工作

根据代码执行的上下文语境,在适当的位置插入retainrelease

二十四、ARC的   retainCount怎么存储的?

存在64张哈希表中,根据哈希算法去查找所在的位置,无需遍历,十分快捷

散列表(引用计数表、weak表)

-SideTables表在非嵌入式的64位系统中,有64张SideTable

-每一张SideTable主要是由三部分组成。自旋锁、引用计数表、弱引用表。

-全局的引用计数之所以不存在同一张表中,是为了避免资源竞争,解决效率的问题。

-引用计数表中引入了分离锁的概念,将一张表分拆成多个部分,对他们分别加锁,可以实现并发操作,
提升执行效率

引用计数表(哈希表)

通过指针的地址,查找到引用计数的地址,大大提升查找效率

通过  DisguisedPtr(objc_object)函数存储,同时也通过这个函数查找,这样就避免了循环遍历。

二十五、__weak属性修饰的变量,如何实现在变量没有强引用后自动置为    nil?

用的弱引用  - weak表。也是一张哈希表。

被  weak修饰的指针变量所指向的地址是   key,所有指向这块内存地址的指针会被添加在一个数组里,
这个数组是  Value。当内存地址销毁,数组里的所有对象被置为 nil

二十六、__weak和   _Unsafe_Unretain的区别?

weak修饰的指针变量,在指向的内存地址销毁后,会在   Runtime的机制下,自动置为    nil_Unsafe_Unretain不会置为  nil,容易出现悬垂指针,发生崩溃。但是    _Unsafe_Unretain__weak效率高。

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