前言：
我們直接用面試題的方式來回答和解讀oc語法的底層原理。看下面的面試題：
有關(guān)oc面相對(duì)象的：
1，面向?qū)ο缶幊蘋OP是什么意思？談?wù)勀銓?duì)OOP的理解。
2，一個(gè)nsobject占用多少內(nèi)存空間？
3，對(duì)象的isa指針和superclass指向哪里？
4，oc對(duì)象的類信息存放在哪？
5，oc對(duì)象的本質(zhì)是什么？
6，談?wù)勀銓?duì)isa指針的了解？
KVO有關(guān)的：
1，oc是如何實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)對(duì)象的KVO？
2，如何手動(dòng)觸發(fā)KVO？
3，直接修改成員變量會(huì)觸發(fā)KVO嗎？
KVC相關(guān)的：
1，KVC的實(shí)現(xiàn)原理是怎樣的？
2，通過KVC修改屬性會(huì)觸發(fā)KVO嗎？
Category分類相關(guān)的：
1，Caregory是什么？什么場合使用？
2，Caregory的實(shí)現(xiàn)原理？
3，Catefory和Class Extension的區(qū)別是什么？
4，Category中有l(wèi)oad方法嗎？load方法和intialize方法的區(qū)別是什么？
關(guān)聯(lián)對(duì)象相關(guān)的 ：
1，關(guān)聯(lián)對(duì)象常用的api有哪些？
2，關(guān)聯(lián)對(duì)象的底層是怎么實(shí)現(xiàn)的？
Block相關(guān)（寫了另一篇來講了）
鏈接：http://www.lxweimin.com/p/eed13c33c8bc
答案和詳解
一, OC對(duì)象的本質(zhì)
面試題1:面向?qū)ο缶幊蘋OP是什么意思？談?wù)勀銓?duì)OOP的理解。
面試題2: 一個(gè)nsobject對(duì)象占用多少內(nèi)存空間?
答: 系統(tǒng)給nsobject分配了16個(gè)字節(jié)的空間(可以通過#import<malloc/malloc.h>框架下的malloc_size()方法來獲取);
但實(shí)際上在64bit環(huán)境下nsobject對(duì)象內(nèi)部只使用了8字節(jié)的空間(可以通過#import<objc/runtime.h>的class_getInstanceSize()方法來獲取).
以上是一個(gè)沒有屬性和成員變量的對(duì)象所占用的字節(jié), 通過上面兩個(gè)方法, 我們還可以發(fā)現(xiàn), 對(duì)于擁有多個(gè)成員變量和屬性的對(duì)象, 系統(tǒng)給其分配的內(nèi)存空間是以16的倍數(shù)增長的, 而實(shí)際內(nèi)部占用的空間則不一定是16的倍數(shù).
面試題3: oc對(duì)象的分類有幾種? isa指針是怎樣的？
答: 三種, 分別是:
instance對(duì)象(實(shí)例對(duì)象);
class對(duì)象(類對(duì)象);
meta-class對(duì)象(元類對(duì)象).
下面是他們的isa指針指向和superclass指針的指向。其中需要注意的是：基類元對(duì)象的isa指針指向自己；基類元對(duì)象的superclass指針指向基類的class對(duì)象，而基類對(duì)象的superclass指針指向nil。
面試題4：oc對(duì)象的本質(zhì)是什么？
OC對(duì)象的本質(zhì)是一個(gè)結(jié)構(gòu)體。通過將OC的文件編譯成cpp文件之后可以看到，一個(gè)OC的類編譯之后就是一個(gè)cpp的結(jié)構(gòu)體，結(jié)構(gòu)是這樣的：
對(duì)于自定義的類，例如GQStudent類，編譯后的結(jié)構(gòu)體跟上面是一樣的，只是編譯后的結(jié)構(gòu)體的名稱一般都是student_IMPL{}.
面試題5：oc對(duì)象的類信息存放在哪？
根據(jù)上面的兩個(gè)題，那么這個(gè)問題就很好回答了。類對(duì)象的信息是存放在objc_class結(jié)構(gòu)體的bits結(jié)構(gòu)體中；并且通過FAST_DATA_MASK掩碼可以得到bits結(jié)構(gòu)體地址，在bits中的ro結(jié)構(gòu)體里面存放著oc對(duì)象的類信息。ro包括的信息有：instanceSize表示對(duì)象占用內(nèi)存空間大小，name類名，ivars成員變量列表等等。
面試題6：談?wù)勀銓?duì)isa指針的了解？
在64bits之前，isa指針指示單純的指針，里面存放著所指向的對(duì)象地址。在64bits之后，isa指針被優(yōu)化成tagged pointer，里面不僅能存放地址，也能存放相對(duì)較小的number string等對(duì)象，而不需要為這樣的對(duì)象開辟新的內(nèi)存地址，用來減小內(nèi)存開銷和調(diào)用效率。并且在64bit之后，需要通過ISA_MASK掩碼才能獲得真正的isa地址
二, KVO有關(guān)的
面試題1: oc是如何實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)對(duì)象的KVO？
當(dāng)我們對(duì)一個(gè)instance對(duì)象進(jìn)行KVO的時(shí)候，runtime的API會(huì)動(dòng)態(tài)生成一個(gè)全新的中間對(duì)象，當(dāng)修改instance中的屬性時(shí)，會(huì)調(diào)用Fundation的NSSet**ValueAndNotify{
[self willChangeValueForkey：@“”];
[原來的instance的setter方法實(shí)現(xiàn)];
[self didChageValueForKey：@“”];
}，并且會(huì)觸發(fā)內(nèi)部的observe監(jiān)聽器的監(jiān)聽方法（observeValueForKeyPath:ofObject:change:context:）以實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)象的監(jiān)聽。
以MJPerson為例，如圖所示：
原來的MJPerson的instance對(duì)象和class對(duì)象之間新建一個(gè)中間對(duì)象NSKVONotifying_MJPerson對(duì)象，并且把instance的isa指向NSKVONotifying_MJPerson，把NSKVONotifying_MJPerson的superclass指針指向原來的class對(duì)象。NSKVONotifying_MJPerson中對(duì)setter方法進(jìn)行了重寫，重寫的原理是在原來的setter方法賦值之前調(diào)用[self willChangeValueForKey:@""]和賦值之后調(diào)用[self didChangeValueForKey:@""]. 并且重寫后的方法會(huì)觸發(fā)NSFundation_NSSetValueAndNotify方法發(fā)出通知。所以這是實(shí)現(xiàn)的原理。
面試題 2：如何手動(dòng)觸發(fā)KVO？
手動(dòng)的調(diào)用willChangeValueForKey:或者didChangeValueForKey:方法都能觸發(fā)KVO。
面試題 3：直接接修改成員變量會(huì)觸發(fā)KVO嗎？
不會(huì)，因?yàn)椴唤?jīng)過上面1說的那個(gè)過程。
三， KVC相關(guān)的：
面試題 1：KVC的實(shí)現(xiàn)原理是怎樣的？
KVC全程是Key_Value Coding也就是俗稱的“鍵值編碼”，可以通過key來訪問某個(gè)屬性。常見的KVC的API接口有：
當(dāng)我們調(diào)用setValue:forKey:方法時(shí)，會(huì)先按照次序調(diào)用setKey:和_setKey:方法修改屬性值，而如果調(diào)用不成功則會(huì)調(diào)用accessInstanceVariableDirectly:方法，如果返回YES則按照次序調(diào)用_key：和 _isKey: 和 key：和 _isKey:方法獲取屬性并直接賦值；而如果accessInstanceVariableDirectly：返回YES后調(diào)用了前面四個(gè)方法之后沒找到屬性值，或者accessInstanceVariableDirectly返回了NO，則調(diào)用setValue:forUndefineKey:方法并拋出異常NSunknownKeyException。下圖是調(diào)用的過程圖：
當(dāng)我們調(diào)用valueForKey：方法時(shí)候，過程也是類似的。會(huì)首先依次調(diào)用getKey：→key：→isKey：→_key方法，找到了則直接調(diào)用獲取屬性；找不到則會(huì)調(diào)用accessInstanceVariablesDirectly如果返回了YES，則依次調(diào)用_key：→ _isKey：→ key:→ isKey:方法找到了則直接調(diào)用取值。如果上面找不到或者accessInstanceVariablesDirectly直接返回NO，則調(diào)用setValue:forUndefineKey:方法并拋出異常NSunknownKeyException。下圖是調(diào)用的過程圖：
面試題 2：通過KVC修改屬性會(huì)觸發(fā)KVO嗎？
會(huì)。因?yàn)镵VO調(diào)用過程中會(huì)調(diào)用setter方法，進(jìn)而觸發(fā)KVO。
四，Category（也叫分類）相關(guān)的：
面試題 1：Caregory是什么？什么場合使用？
category也叫分類，是runtime支持實(shí)現(xiàn)的對(duì)類進(jìn)行動(dòng)態(tài)添加拓展, 是oc語法的一種。
分類使用的場合主要有：
1，降低單個(gè)類的體積，降低耦合性，可以多人開發(fā)；
2，可以對(duì)系統(tǒng)的類進(jìn)行拓展；
3，可以模擬多繼承；
4，可以用來對(duì)靜態(tài)庫方法進(jìn)行公開。
面試題 2：Caregory的實(shí)現(xiàn)原理？
category在編譯后是一個(gè)結(jié)構(gòu)體category_t，里面存放著分類的類方法、方法、協(xié)議信息等，但是這個(gè)結(jié)構(gòu)體里并沒有屬性列表，所以不能往分類里添加屬性。在程序運(yùn)行時(shí)候，runtime會(huì)將一個(gè)類的分類動(dòng)態(tài)的合并到類信息里面（包括類對(duì)象和元類對(duì)象）。并且后編譯的category會(huì)排在class的methods列表前面，所以當(dāng)一個(gè)類有多個(gè)category時(shí)，后面編譯的category的類方法和方法等會(huì)優(yōu)先被調(diào)用。但這不是覆蓋，而是優(yōu)先調(diào)用。
面試題 3：Catefory和Class Extension的區(qū)別是什么？
category和class extension是兩個(gè)不同的概念，都是oc語法中的一種，只是中文叫法有點(diǎn)類似。
它們的區(qū)別主要有：
1，category一般只能用來對(duì)類進(jìn)行方法的擴(kuò)展，而不能添加成員變量屬性變量；而class extension可以添加屬性和方法并且會(huì)自動(dòng)生成setter和getter方法。
2，category中的方法是運(yùn)行時(shí)合并到原來的類信息之中，而class extension中的屬性和方法等是編譯時(shí)候就添加到原來的類信息之中了。所以當(dāng)category中聲明的方法沒有實(shí)現(xiàn)時(shí)候，編譯時(shí)候也不會(huì)被提醒，而class extension就會(huì)報(bào)警。
3，class extension沒有獨(dú)立的.m文件，是需要在原來的類的.m文件中進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的，也就是需要有原來的類代碼，需要依托源代碼實(shí)現(xiàn)。而category有獨(dú)立的.m文件，可以在.m中實(shí)現(xiàn)方法。
面試題 4：Category中有l(wèi)oad方法嗎？load方法什么時(shí)候調(diào)用？load方法可以被繼承嗎？load方法和intialize方法的區(qū)別是什么？
category中是有l(wèi)oad方法的。+load方法是在runtime加載類和分類的時(shí)候調(diào)用，并且在整個(gè)程序運(yùn)行過程中知知調(diào)用一次。load方法可以被繼承但實(shí)際開發(fā)中我們都最好不要主動(dòng)調(diào)用laod方法，讓系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用。而且調(diào)用的次序分別是：
先調(diào)用類的+load方法（其中，是按照編譯順序來調(diào)用的，先編譯先調(diào)用，而且調(diào)用子類的load方法之前會(huì)先調(diào)用父類的load）；
然后再調(diào)用分類的laod（其中，分類是按照編譯順序來調(diào)用的，先編譯的會(huì)先被調(diào)用）。
而且由上面的順序可以看出，load方法是通過方法地址直接調(diào)用的，而不是通過objc_msgSend方法來調(diào)用。
intialize方法是在類第一次接收到信息時(shí)候調(diào)用。并且是先調(diào)用父類的intialize方法再調(diào)用子類的intialize方法（其實(shí)就是：先初始化父類在初始化子類，并且每個(gè)類只會(huì)初始化一次）。
intialize方法跟load方法最大的區(qū)別是調(diào)用不同，intialize方法是通過消息objc_msgSend方法調(diào)用的，而load方法是通過內(nèi)存地址直接調(diào)用的。所以他們有以下各自的特點(diǎn)：
當(dāng)子類的intialize方法沒有實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，就會(huì)調(diào)用父類的intialize方法（所以父類的intialize方法有可能會(huì)被多次調(diào)用）；
如果分類中實(shí)現(xiàn)了intialize方法，則會(huì)覆蓋父類的intialize方法的調(diào)用。
面試題 5：如何給Category添加屬性？
category的底層結(jié)構(gòu)限制了無法給分類添加屬性。但是可以通過關(guān)聯(lián)對(duì)象來間接地實(shí)現(xiàn)給分類添加屬性。
五，關(guān)聯(lián)對(duì)象（associatedObject）相關(guān)的：
面試題 1：關(guān)聯(lián)對(duì)象常用的api有哪些？
常用的有三個(gè)接口：
其中，對(duì)于key，除了可以使用屬性名來作為key以外，還可以是使用方法簽名來作為key這樣可以較好的保證其唯一性。例如可以像下面這樣設(shè)置key:
然后，關(guān)于objc_AssociationPolicy可以參考下面的表格：
面試題 1：關(guān)聯(lián)對(duì)象的實(shí)現(xiàn)原理？
關(guān)聯(lián)對(duì)象技術(shù)的核心對(duì)象有以下四個(gè)：
AssosiationManager;
AssosiationHashMap;
ObjectAssosiationMap;
ObjectAssosiation.
他們的之間的關(guān)系是這樣的：
原理是這樣的：關(guān)聯(lián)對(duì)象并不是存儲(chǔ)在被關(guān)聯(lián)對(duì)象本身的內(nèi)存中，而是存儲(chǔ)在一個(gè)由runtime來保持的全局的統(tǒng)一的AssosiationManager對(duì)象中；這個(gè)對(duì)象持有一個(gè)AssosiationHashMap，在AssosiationHashMap里面存儲(chǔ)著被關(guān)聯(lián)對(duì)象的key以及被關(guān)聯(lián)的屬性O(shè)bjectAssosiationMap，而ObjectAssosiationMap中就存儲(chǔ)著要關(guān)聯(lián)的屬性。
所以，當(dāng)我們往一個(gè)對(duì)象里添加關(guān)聯(lián)對(duì)象的時(shí)候，AssosiationManager就會(huì)往自己的AssosiationHashMap中添加一個(gè)鍵值對(duì)，這個(gè)鍵值對(duì)里就存著需要添加的屬性信息。當(dāng)我們要移除關(guān)聯(lián)對(duì)象時(shí)候，除了可以調(diào)用移除方法以外，還可以通過設(shè)置nil來移除。
