关于iOS基础总结（1）--多线程、运行机制、图片缓存

1.1 谈一谈GCD和NSOperation的区别？
首先二者都是多线程相关的概念，当然在使用中也是根据不同情境进行不同的选择；
· GCD是将任务添加到队列中（串行/并发/主队列），并且制定任务执行的函数（同步/异步），其性能最好，底层是C语言的API，也更轻量级。iOS4.0以后推出的，针对多核处理器的并发技术，只能设置某一个队列的优先级，其高级功能有一次性执行dispatch_once，延迟操作dispatch_after，调度组等等；
· NSOperation把操作（异步）添加到队列中（全局的并发队列），是OC框架，更加面向对象，是对GCD的封装，iOS2.0推出，苹果推出GCD之后，对NSOperation的底层全部重写，可以随时取消已经设定准备要执行的任务，已经执行的除外，可以设置队列中每一个操作的优先级，其高级功能可以设置最大操作并发数，继续/暂停/全部取消，可以快队列设置操作的依赖关系。

1.2 谈谈多线程的应用
通常耗时的操作都放在子线程处理，然后到主线程更新UI，如

· 我们要从数据库提取数据还要将数据分组后显示，那么就会开个子线程来处理，处理完成后才去刷新UI显示。
· 拍照后，会在子线程处理图片，完成后才回到主线程来显示图片。拍照出来的图片太大了，因此要做处理。
音频、视频处理会在子线程来操作
· 文件较大时，文件操作会在子线程中处理
做客户端与服务端数据同步时，会在后台闲时自动同步

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2.线程之间是如何通信的？
通过主线程和子线程切换的时候传递参数performSelecter:onThread:withObject:waitUntilDone:

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3.网络图片处理问题怎么解决图片重复下载问题？（SDWebImage大概实现原理）
这个就需要用到字典，以图片的下载地址url为key，下载操作为value，所有的图片大概分成三类：已经下载好的，正在下载的和将要下载的；
当一张图片将要进行下载操作的时候，先判断缓存中是否有相同的图片，如果有的话就返回，没有的话就根据url的md5加密值去沙盒中找，有的话就拿出来用，没有的话再去以图片的url为key去字典中找有没有正在进行的任务，最后去判断等待的下载操作任务里面的字典有无相同key，如果没有，就自己开启任务，记录一下，文件保存的名称是url的md5值
这里建立了两个字典 :
1.iconCache:保存缓存的图片
2.blockOperation 用来保存下载任务

每当进入或退出程序时，会进行图片文件的管理：超过一星期的文件会被清除，如果设置了最大缓存，超过这个缓存就会删除最旧的文件，直到当前缓存文件为最大缓存文件的一半大小；

一般app中大部分缓存都是图片的情况下，可以直接调用clear方法进行清除缓存，getSize()方法获取当前缓存大小。

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4.多线程安全的几种解决方法？
· 1> 只有在主线程刷新访问UI
· 2> 如果要防止资源抢夺，需要用synchronize进行加锁保护
· 3> 如果是异步操作要保证线程安全等问题，尽量使用GCD（有些函数默认就是安全的）
· 4> 单例为什么用static dispatch_once?使用dispatch_once可以简化代码并且彻底保证线程安全，开发者无需担心加锁或同步。此外，dispatch_once更高效，它没有使用重量级的同步机制，若是那样做的话，每次运行代码前都要获取锁。

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5.原子属性
· 原子属性采用的是”多读单写”机制的多线程策略；”多读单写”缩小了锁范围,比互斥锁的性能好
· 规定只在主线程更新UI,就是因为如果在多线程中更新,就需要给UI对象加锁,防止资源抢占写入错误,但是这样会降低UI交互的性能,所以ios设计让所有UI对象都是非线程安全的(不加锁)

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6.代理的作用、block
· 代理又叫委托，是一种设计模式（可以理解为java中回调监听机制），代理是对象与对象之间的通信交互，代理解除了对象之间的耦合性
· 改变或传递控制链，允许一个类在某些特定时刻通知到其他类，而不需要获取到那些类的指针，可以减少框架复杂度
代理的属性常是assign的原因：防止循环引用，以致对象无法得到正确的释放
· block底层是根据函数指针和结构体结合实现的，block本身就是结构体，更加简洁，不需要定义繁琐的协议方法，但通信事件比较多的话，建议使用Delegate
· block就是一个数据类型，存放一段代码，编译的时候不会执行，只有用到的时候才会去执行里面的代码。声明的时候使用copy是因为要从栈区拷贝到堆区，在栈区会受到作用域的限制，超出所在的函数就会被销毁，就没办法进行传值回调等一系列操作了。应注意循环引用，weak来修饰。如果一个变量是在block外部创建，需要在block内部修改，那么需要使用block修饰这个变量（block可以在ARC和MRC情况下使用，可以修饰对象和基本数据类型，weak只能在ARC下使用，只能修饰对象，不能修饰基本数据类型）
· 最常用的是使用block作为参数传值，不同情况下回调不同的代码（如成功回调失败回调）

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7.谈谈你对runTime运行时机制的了解（注意哦，这个很重要的）

runtime是一套比较底层的纯C语言API，属于一个C语言库，包含了很多底层的C语言的API

· 平时编写的OC代码，在程序运行过程中，其实都是转成了· runtime的C语言代码，runtime是OC的幕后工作者，底层语言，例如：
·· OC–> [[WPFPerson alloc] init]
·· runtime–>objc_msgSend(objc_msgSend(“WPFPerson”, “alloc”), “init”)

利用runtime可以实现一些非常底层的操作（用OC不好实现）

· 在程序运行过程中，动态创建一个类(比如KVO底层实现:检测isa指针，发现是新建了一个类，当然Xcode7.0以前的版本才可以监听到isa指针)

· 遍历一个类的所有成员变量、方法，访问私有变量（先通过runtime的class_getInstanceVariable获取成员变量，再通过class_getIvar获取它的值）

· 在程序运行过程中，动态为某个类添加属性\方法，修改属性值\方法，比如产品经理需要跟踪记录APP中按钮的点击次数和频率等数据，可以通过集成按钮或者类别实现，但是带来的问题比如别人不一定去实例化你写的子类，或者其他类别也实现了点击方法导致不确定会调用哪一个，runtime可以这样解决：在按钮的分类里面，重写load方法，利用dispatch_once保证只执行一次，新建监控按钮点击的方法，先用class_addMethod方法，判断其返回的bool值，如果添加成功，就用class_replaceMethod将原来的方法移除，如果添加失败，就用method_exchangeImplementations方法进行替换

· 拦截并替换方法，比如由于某种原因，我们要改变这个方法的实现，但是又不能动它的源码（比如一些开源库出现问题的时候，这时候runtime就可以出场了）–>先增加一个tool类，然后写一个我们自己实现的方法-change，通过runtime的class_getInstanceMethod获取两个方法，在用class_replaceMethod方法进行替换。防止数组越界的方法：数组越界的时候报错的方法是add_object，做一个逻辑判断，越界的时候通过class_replaceMethod交换掉add_object（相当于重写了这个方法）

相关应用
· NSCoding(归档和解档)，如果一个模型有很多个属性，那么需要对每个属性都实现一遍encodeObject和decodeObjectForKey方法，十分麻烦，但是如果使用class_copyIvarList获取所有属性，然后循环遍历，使用[ivarName substringFromIndex:1]去掉成员变量下划线

· 字典转模型：像几个出名的开源库JSONModel、MJExtension等都是通过这种方式实现的(利用runtime的class_copyIvarList获取属性数组，遍历模型对象的所有成员属性，根据属性名找到字典中key值进行赋值，当然这种方法只能解决NSString、NSNumber等，如果含有NSArray或NSDictionary，还要进行第二步转换，如果是字典数组，需要遍历数组中的字典，利用objectWithDict方法将字典转化为模型，在将模型放到数组中，最后把这个模型数组赋值给之前的字典数组)

· Method Swizzling：OC中调用方法事实上就是向对象发送消息，而查找消息的唯一依据就是selector的名字，因此可以使用runtime运行时机制动态交换方法。在+load方法里面调换，因为method swizzling的影响范围是全局的，所以应该放在最保险的地方来处理，+load方法能够保证能在类初始化的时候一定能被调用，可以保证统一性，如果是在使用的时候才去调用，可能达不到全局处理的效果；使用dispatch_once保证只交换一次。[objc_getClass(“__NSArrayM”) swizzleSelector:@selector(addObject:)
withSwizzledSelector:@selector(hyb_safeAddObject:)];使用场景：addObject方法添加的值为nil的时候会崩溃。调用objectAtIndex:时出现崩溃提示empty数组问题

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8.谈谈你对Run Loop的理解
· RunLoop是多线程的一个很重要的机制，就是一个线程一次只能执行一个任务，执行完任务后就会退出线程。主线程会通过do-while死循环让程序持续等待下一个任务不退出。通过mach_msg()让runloop没事时进入trap状态，节省CPU资源。非主线程通常来说就是为了执行某个任务而创建的，执行完就会归还资源，因此默认不开启RunLoop
· 实质上，对于子线程的runloop是默认不存在的，因为苹果采用了懒加载的方式，如果没有手动调用[NSRunLoop currentRunLoop]的话，就不会去查询当前线程的RunLoop，也不会创建、加载
· 当然如果子线程处理完某个任务后不退出，需要继续等待接受事件，需要启动的时候也可以手动启动，比如说添加定时器的时候就要手动开始RunLoop

如何处理事件
· 界面刷新： 当UI改变（ Frame变化、 UIView/CALayer 的继承结构变化等）时，或手动调用了 UIView/CALayer 的 setNeedsLayout/setNeedsDisplay方法后，这个 UIView/CALayer 就被标记为待处理。 苹果注册了一个用来监听BeforeWaiting和Exit的Observer，在它的回调函数里会遍历所有待处理的 UIView/CAlayer 以执行实际的绘制和调整，并更新 UI 界面。

· 手势识别： 如果上一步的 _UIApplicationHandleEventQueue() 识别到是一个guesture手势，会调用Cancel方法将当前的touchesBegin/Move/End 系列回调打断。随后系统将对应的 UIGestureRecognizer 标记为待处理。 苹果注册了一个 Observer 监测 BeforeWaiting (Loop即将进入休眠) 事件，其回调函数为 _UIGestureRecognizerUpdateObserver()，其内部会获取所有刚被标记为待处理的 GestureRecognizer，并执行GestureRecognizer的回调。 当有 UIGestureRecognizer 的变化(创建/销毁/状态改变)时，这个回调都会进行相应处理。

· 网络请求：最底层是CFSocket层，然后是CFNetwork将其封装，然后是NSURLConnection对CFNetwork进行面向对象的封装，NSURLConnection是iOS7中新增的接口。当网络开始传输时，NSURLConnection创建了两个新线程：com.apple.NSURLConnectionLoader和com.apple.CFSocket.private。其中CFSocket线程是处理底层socket连接的。NSURLConnectionLoader这个线程内部会使用RunLoop来接受底层socket的事件，并添加到上层的Delegate

应用
· 滑动与图片刷新：当tableView的cell上有需要从网络获取的图片的时候，滚动tableView，异步线程回去加载图片，加载完成后主线程会设置cell的图片，但是会造成卡顿。可以设置图片的任务在CFRunloopDefaultMode下进行，当滚动tableView的时候，Runloop切换到UITrackingRunLoopMode，不去设置图片，而是而是当停止的时候，再去设置图片。（在viewDidLoad中调用self.imageView performSelector@selector(setImage) withObject:…afterDelay:…inModes@[NSDefayltRunLoopMode]）

· 常驻子线程，保持子线程一直处理事件 为了保证线程长期运转，可以在子线程中加入RunLoop，并且给Runloop设置item，防止Runloop自动退出