《iOS開發進階》閱讀總結
阿新 • • 發佈：2019-01-04
1.引用計數的作用
物件A向物件B傳遞引數物件M ，物件M可能成為物件B的成員變數，也可能只是臨時使用，如果不用引用計數控制，則無法在正確的時間釋放物件M。
案例一：物件A將物件M傳遞給物件B後，物件B複製一份物件M的拷貝M1，然後物件A釋放物件M，這樣由物件B繼續維護物件M1的生命週期。 缺點：會帶來更多的記憶體申請、複製、釋放的工作，影響效能。
案例二：物件A將物件M傳遞給物件B後，物件A不再維護物件M的生命週期，由物件B來負責維護物件M的生命週期。 缺點：物件A與物件B的耦合度很高，需要程式碼維護者明確記住這種程式設計約定，而且由於物件M在物件A中申請，在物件B中釋放，則物件M的記憶體管理程式碼分散在不同物件中，管理困難，如果此時物件B要向物件C傳遞物件M，則複雜度進一步提高，影響程式碼結構。
而使用引用計數就能規避這個問題，所有物件都遵循這個原則，則物件的生命週期管理可以完全交給引用計數。
引用計數存在一個瑕疵，就是可能出現迴圈引用，所以需要引入弱引用概念。
2.ARC的使用
3.GCD（Grand Central Dispatch）的使用
Block的特點 1.程式塊可以在程式碼中以內聯的方式定義。 2.程式塊可以訪問建立它的範圍內的可用變數。
Block的特性
UIWindow的主要作用 從繼承關係上，UIWindow繼承自UIView，所以UIWindos除了具有UIView的所有功能外，還增加了一些特有的屬性和方法。常用的就是UIWindow的makeKeyAndVisible方法使整個程式介面可見。 1.UIWindow是最頂層的介面容器，預設不包含任何內容，包含應用顯示所需要的所有UIView。 2.傳遞觸控訊息和鍵盤事件給UIView。
UIWindow的特性 1.與建立UIview不同，UIWindow一旦被建立，它就自動被新增到整個介面上。 2.如果建立的UIWindow需要處理鍵盤事件，那就需要合理的將其設定為keyWindow。我們可以通過makeKeyWindow和resignKeyWindow的方法將自己建立的UIWindow例項設定成keyWindow。
UIWebView 可以使用模版檔案渲染HTML，例如MGTemplateEngine、GRMustache OC與JavaScript相互呼叫： UIWebView呼叫原生介面為非同步呼叫，原生介面使用stringByEvaluatingJavaScriptFromString為同步呼叫。同步呼叫會阻塞原有javaScript程式碼的執行，所以用JavaScript端用iFrame的插入延後之行。另外stringByEvaluatingJavaScriptFromString必須在主執行緒上執行，而主執行緒的執行時間過長會阻塞UI的更新，所以要儘量縮短執行時間。 無法通過[obj becomeFirstResponder]讓游標輸入焦點轉移到UIWebView上。
CoreText CoreText是用於處理文字和字型的底層計數，它直接和Core Graphics（又稱為Quartz）打交道，具有高效的排版功能。 Quartz是一個2D圖形渲染引擎，能夠處理OSX和iOS中的圖形顯示問題。 CoreText處於非常底層，上層的UI控制元件（包括UILabel、UITextFiled、UITextView）和UIWebView都是基於CoreText來實現的。
CoreText與UIWebView對富文字的處理 1.CoreText佔用的記憶體更少，渲染速度更快，UIWebView佔用記憶體多，渲染速度慢。 2.CoreText在渲染介面前就可以精確地獲得顯示內容的高度（只要有了CTFrame即可），而UIWebView 只有在渲染出內容後，才能獲得控制元件高度（而且還需要用JavaScript程式碼來獲取）。 3.CoreText的CTFrame可以在後臺執行緒渲染，UIWebView的內容只能在主執行緒渲染。 4.基於CoreText可以做更好的原生互動效果，而UIWebView的互動效果都是用JavaScript來實現的，在互動效果上會有一些卡頓存在。
CoreText的劣勢 1.CoreText渲染出來的內容不能像UIWebView那樣方便的支援內容複製。 2.基於CoreText的排版需要自己處理很多複雜邏輯，例如需要自己處理圖片和文字的混排相關邏輯，也需要自己實現連結點選操作的支援。
開發技巧 用CoreGraphics可以實現截圖
為什麼ViewDidUnload被廢棄 在iOS4、5中，記憶體不足，收到MemoryWarning時，系統會呼叫沒在當前介面上的ViewController的viewDidUnload方法。 在iOS6中UIView有一個CALayer的成員變數，CALayer是具體用於將自己畫到螢幕上。CALayer是一個bitmap影象的容器，當UIView呼叫自身的drawRect時，CALayer才建立這個bitmap影象類。具體佔用記憶體的其實是一個bitmap影象類，CALayer只佔48Bytes，UIView只佔96Bytes。而一個iPad的全屏UIView的bitmap類會佔到12MB的大小。在iOS6中，當系統發出MemoryWarning時，系統會自動回收bitmap類，但不回收UIView和CALayer類。這樣既能回收大部分記憶體，又能在需要bitmap類的時候，通過呼叫UIVIew的drawRect:方法重建。
isa 物件指標 物件的方法都儲存在類的可變區域內，在OC2.0中並未在標頭檔案中將實現暴露出來，在OC1.0中，方法的定義列表是一個methodLists的指標的指標，通過修改該指標的指向指標的值，就可以動態的胃某一個類增加成員方法，也就是category的實現原理。同時也說明了category只能為物件增加方法，卻不能增加成員變數（通過objc_setAssociatedObject 和objc_getAssociatedObject 可以變相新增成員變數，但由於實現機制不同，並不是真正改變了記憶體結構）。
Method Swizzling API 說明 class_replaceMethod 替換類方法的定義。 有兩種不同的行為：當類沒有想替換的方法時，該方法會呼叫class_addMethod 來為該類增加一個新方法。如果存在想替換的方法，則直接替換，所以需要傳入types引數。
method_exchangeImplementations 交換兩個方法的實現。 內部實現其實就是呼叫了兩次method_setImplementation
method_setImplementation 設定一個方法的實現。
Tagged Pointer 如果儲存一個NSNumber物件，正常情況下就是一個NSInteger的普通變數，那麼32位CPU下佔4個位元組，64位CPU下佔8個位元組，而一個指標在32位CPU下為32/8 = 4個位元組 ，在64位CPU下為8個位元組。 一個普通的iOS程式，如果沒有Tagged Pointer物件，從32位機器遷移到64位機器中，雖然邏輯沒有變化，但是NSNumber、NSDate一類的物件佔用記憶體會翻倍。 效率上，為了儲存和訪問一個NSNumber物件，我們需要在堆上為其分配記憶體，另外還要維護它的引用計數，管理它的生命週期。這些都給程式增加了額外的邏輯，造成執行效率上的損失。
所以在64位CPU下，NSNumber的指標被拆成兩個部分，一部分直接儲存資料，另一部分作為特殊標記，表示這是一個指標，不指向任何一個地址。當8個位元組可以承載用於表示的數值時，系統就會以Tagged Pointer的方式生成指標，將值直接儲存到了指標裡，如果8位元組承載不了時，又會用以前的方式來生成普通的指標。
特點： 1.Tagged Pointer 專門用於儲存小的物件，例如NSNumber和NSDate。 2.Tagged Pointer 指標的值不再是地址了，而是真正的值。所以，實際上它不再是一個物件了，它只是一個披著物件“皮”的普通變數而已。所以它的記憶體不儲存在堆中，也不需要malloc和free。 3.記憶體讀取上有著以前3倍的效率，建立比以前快106倍
注意事項： Tagged Pointer並不是真正的物件，它並沒有isa指標，不能直接訪問Tagged Pointer的isa成員（obj->isa），需用isKindOfClass和object_getClass代替。
64位下的isa指標優化 在32位環境下，物件的引用計數都儲存在一個外部的hash表中，每一個物件的Retain操作，實際上包括瞭如下5個步驟： 1.獲得全域性的記錄引用計數的hash表。 2.為了執行緒安全，給該hash表加鎖。 3.查詢到目標物件的引用計數值。 4.將該引用計數值+1，寫回hash表。 5.給該hash表解鎖。
在64位環境下，isa指標也是64位，實際作為指標部分只用到了其中33位，剩餘31位蘋果使用了類似Tagged Pointer 的概念，其中19位 將儲存物件的引用計數，這樣引用計數的操作只需要修改這個指標就可以了。只有當引用計數超過19位，才會將引用計數存到外部表，而這個情況很少，所以這樣引用計數的效率會更高。 與前面5個步驟對應，在64位環境下，新的Retain操作包括如下5個步驟： 1.檢查isa指標上面的標記為，看引用計數是否儲存在isa變數中，如果不是，則是用以前的步驟，否則，執行第2步。 2.檢查當前物件是否正在釋放，如果是，則不做任何事情。 3.增加該物件的引用計數，但時並不是馬上寫會isa變數中。 4.檢查增加後的引用計數的值是否能夠被19位表示，如果不是，則切換成以前的辦法，否則執行第5步。 5.進行一個原子的寫操作，將isa的值寫會。
雖然步驟都是5步，但是由於沒有了全域性加鎖的操作，所以引用計數的更改更快了。
isa的bit位含義 從低位到高位 bit位：1bit，變數名：indexed，意義：0表示普通isa，1表示Tagged Pointer。 bit位：1bit，變數名：has_assoc，意義：表示該物件是否有過associated物件，如果沒有，在析構釋放記憶體可以更快。 bit位：1bit，變數名：has_cxx_dtor，意義：表示該物件是否有C++或ARC的解構函式，如果沒有，在析構釋放記憶體時可以更快。 bit位：30bits，變數名：shiftcls，意義：類指標。 bit位：9bits，變數名：magic，意義：其值固定位0xd2，用於除錯時分辨物件是否未完成初始化。 bit位：1bit，變數名：wealky_referenced，意義：表示該物件是否指向過weak物件，如果沒有，在析構釋放記憶體時後可以更快。 bit位：1bit，變數名：deallocating，意義：表示該物件是否正在析構。 bit位：1bit，變數名：has_sidetable_rc，意義：表示該物件的引用計數是否達到無法直接在isa中儲存。 bit位：19bits，變數名：extra_rc，意義：表示該物件超過1的引用計數值，例如該物件的引用計數是6，則extra_rc的值為5。
Block的內部資料結構定義 1.isa指標，所有物件都有該指標，用於實現物件相關功能。 2.flags，用於按bit位表示一些block的附加資訊。 3.reserved，保留變數。 4.invoke，函式指標，指向具體的block實現的函式呼叫地址。 5.descriptor，表示該block的附加描述資訊，主要是size大小，以及copy和dispose函式的指標。 6.variables，capture過來的變數，block能夠訪問它外部的區域性變數，就是因為將這些變數（或變數地址）複製到了結構體重。
在Objective-C語言中，一共有3種類型的block： 1._NSConcreteGlobalBlock，全域性的靜態block，不會訪問任何外部變數。 當block沒有傳入外部引數的時候就會標記為 NSGlobalBlock； 2._NSConcreteStackBlock，儲存在棧中的block，當函式返回時會被銷燬。 在MRC環境下，預設位StackBlock，在ARC環境中被 NSMallocBlock替代。 3._NSConcreteMallocBlock，儲存在堆中的block，當引用計數為0是會被銷燬。 所以結論是，在ARC環境下，Block都好使，因為使用的是NSMallocBlock，在MRC環境先愛，最好在任何時候都使用 block = [[block copy] autorelease]。 So, what's the point of all this? The point is always use ARC . With ARC, blocks pretty much always work correctly. If you're not using ARC, you better defensively block = [[block copy] autorelease] any time a block outlives the stack frame where it is declared. That will force it to be copied to the heap as an NSMallocBlock
案例一：物件A將物件M傳遞給物件B後，物件B複製一份物件M的拷貝M1，然後物件A釋放物件M，這樣由物件B繼續維護物件M1的生命週期。 缺點：會帶來更多的記憶體申請、複製、釋放的工作，影響效能。
案例二：物件A將物件M傳遞給物件B後，物件A不再維護物件M的生命週期，由物件B來負責維護物件M的生命週期。 缺點：物件A與物件B的耦合度很高，需要程式碼維護者明確記住這種程式設計約定，而且由於物件M在物件A中申請，在物件B中釋放，則物件M的記憶體管理程式碼分散在不同物件中，管理困難，如果此時物件B要向物件C傳遞物件M，則複雜度進一步提高，影響程式碼結構。
而使用引用計數就能規避這個問題，所有物件都遵循這個原則，則物件的生命週期管理可以完全交給引用計數。
引用計數存在一個瑕疵，就是可能出現迴圈引用，所以需要引入弱引用概念。
2.ARC的使用
3.GCD（Grand Central Dispatch）的使用
Block的特點 1.程式塊可以在程式碼中以內聯的方式定義。 2.程式塊可以訪問建立它的範圍內的可用變數。
Block的特性
UIWindow的主要作用 從繼承關係上，UIWindow繼承自UIView，所以UIWindos除了具有UIView的所有功能外，還增加了一些特有的屬性和方法。常用的就是UIWindow的makeKeyAndVisible方法使整個程式介面可見。 1.UIWindow是最頂層的介面容器，預設不包含任何內容，包含應用顯示所需要的所有UIView。 2.傳遞觸控訊息和鍵盤事件給UIView。
UIWindow的特性 1.與建立UIview不同，UIWindow一旦被建立，它就自動被新增到整個介面上。 2.如果建立的UIWindow需要處理鍵盤事件，那就需要合理的將其設定為keyWindow。我們可以通過makeKeyWindow和resignKeyWindow的方法將自己建立的UIWindow例項設定成keyWindow。
UIWebView 可以使用模版檔案渲染HTML，例如MGTemplateEngine、GRMustache OC與JavaScript相互呼叫： UIWebView呼叫原生介面為非同步呼叫，原生介面使用stringByEvaluatingJavaScriptFromString為同步呼叫。同步呼叫會阻塞原有javaScript程式碼的執行，所以用JavaScript端用iFrame的插入延後之行。另外stringByEvaluatingJavaScriptFromString必須在主執行緒上執行，而主執行緒的執行時間過長會阻塞UI的更新，所以要儘量縮短執行時間。 無法通過[obj becomeFirstResponder]讓游標輸入焦點轉移到UIWebView上。
CoreText CoreText是用於處理文字和字型的底層計數，它直接和Core Graphics（又稱為Quartz）打交道，具有高效的排版功能。 Quartz是一個2D圖形渲染引擎，能夠處理OSX和iOS中的圖形顯示問題。 CoreText處於非常底層，上層的UI控制元件（包括UILabel、UITextFiled、UITextView）和UIWebView都是基於CoreText來實現的。
CoreText與UIWebView對富文字的處理 1.CoreText佔用的記憶體更少，渲染速度更快，UIWebView佔用記憶體多，渲染速度慢。 2.CoreText在渲染介面前就可以精確地獲得顯示內容的高度（只要有了CTFrame即可），而UIWebView 只有在渲染出內容後，才能獲得控制元件高度（而且還需要用JavaScript程式碼來獲取）。 3.CoreText的CTFrame可以在後臺執行緒渲染，UIWebView的內容只能在主執行緒渲染。 4.基於CoreText可以做更好的原生互動效果，而UIWebView的互動效果都是用JavaScript來實現的，在互動效果上會有一些卡頓存在。
CoreText的劣勢 1.CoreText渲染出來的內容不能像UIWebView那樣方便的支援內容複製。 2.基於CoreText的排版需要自己處理很多複雜邏輯，例如需要自己處理圖片和文字的混排相關邏輯，也需要自己實現連結點選操作的支援。
開發技巧 用CoreGraphics可以實現截圖
為什麼ViewDidUnload被廢棄 在iOS4、5中，記憶體不足，收到MemoryWarning時，系統會呼叫沒在當前介面上的ViewController的viewDidUnload方法。 在iOS6中UIView有一個CALayer的成員變數，CALayer是具體用於將自己畫到螢幕上。CALayer是一個bitmap影象的容器，當UIView呼叫自身的drawRect時，CALayer才建立這個bitmap影象類。具體佔用記憶體的其實是一個bitmap影象類，CALayer只佔48Bytes，UIView只佔96Bytes。而一個iPad的全屏UIView的bitmap類會佔到12MB的大小。在iOS6中，當系統發出MemoryWarning時，系統會自動回收bitmap類，但不回收UIView和CALayer類。這樣既能回收大部分記憶體，又能在需要bitmap類的時候，通過呼叫UIVIew的drawRect:方法重建。
isa 物件指標 物件的方法都儲存在類的可變區域內，在OC2.0中並未在標頭檔案中將實現暴露出來，在OC1.0中，方法的定義列表是一個methodLists的指標的指標，通過修改該指標的指向指標的值，就可以動態的胃某一個類增加成員方法，也就是category的實現原理。同時也說明了category只能為物件增加方法，卻不能增加成員變數（通過objc_setAssociatedObject 和objc_getAssociatedObject 可以變相新增成員變數，但由於實現機制不同，並不是真正改變了記憶體結構）。
Method Swizzling API 說明 class_replaceMethod 替換類方法的定義。 有兩種不同的行為：當類沒有想替換的方法時，該方法會呼叫class_addMethod 來為該類增加一個新方法。如果存在想替換的方法，則直接替換，所以需要傳入types引數。
method_exchangeImplementations 交換兩個方法的實現。 內部實現其實就是呼叫了兩次method_setImplementation
method_setImplementation 設定一個方法的實現。
Tagged Pointer 如果儲存一個NSNumber物件，正常情況下就是一個NSInteger的普通變數，那麼32位CPU下佔4個位元組，64位CPU下佔8個位元組，而一個指標在32位CPU下為32/8 = 4個位元組 ，在64位CPU下為8個位元組。 一個普通的iOS程式，如果沒有Tagged Pointer物件，從32位機器遷移到64位機器中，雖然邏輯沒有變化，但是NSNumber、NSDate一類的物件佔用記憶體會翻倍。 效率上，為了儲存和訪問一個NSNumber物件，我們需要在堆上為其分配記憶體，另外還要維護它的引用計數，管理它的生命週期。這些都給程式增加了額外的邏輯，造成執行效率上的損失。
所以在64位CPU下，NSNumber的指標被拆成兩個部分，一部分直接儲存資料，另一部分作為特殊標記，表示這是一個指標，不指向任何一個地址。當8個位元組可以承載用於表示的數值時，系統就會以Tagged Pointer的方式生成指標，將值直接儲存到了指標裡，如果8位元組承載不了時，又會用以前的方式來生成普通的指標。
特點： 1.Tagged Pointer 專門用於儲存小的物件，例如NSNumber和NSDate。 2.Tagged Pointer 指標的值不再是地址了，而是真正的值。所以，實際上它不再是一個物件了，它只是一個披著物件“皮”的普通變數而已。所以它的記憶體不儲存在堆中，也不需要malloc和free。 3.記憶體讀取上有著以前3倍的效率，建立比以前快106倍
注意事項： Tagged Pointer並不是真正的物件，它並沒有isa指標，不能直接訪問Tagged Pointer的isa成員（obj->isa），需用isKindOfClass和object_getClass代替。
64位下的isa指標優化 在32位環境下，物件的引用計數都儲存在一個外部的hash表中，每一個物件的Retain操作，實際上包括瞭如下5個步驟： 1.獲得全域性的記錄引用計數的hash表。 2.為了執行緒安全，給該hash表加鎖。 3.查詢到目標物件的引用計數值。 4.將該引用計數值+1，寫回hash表。 5.給該hash表解鎖。
在64位環境下，isa指標也是64位，實際作為指標部分只用到了其中33位，剩餘31位蘋果使用了類似Tagged Pointer 的概念，其中19位 將儲存物件的引用計數，這樣引用計數的操作只需要修改這個指標就可以了。只有當引用計數超過19位，才會將引用計數存到外部表，而這個情況很少，所以這樣引用計數的效率會更高。 與前面5個步驟對應，在64位環境下，新的Retain操作包括如下5個步驟： 1.檢查isa指標上面的標記為，看引用計數是否儲存在isa變數中，如果不是，則是用以前的步驟，否則，執行第2步。 2.檢查當前物件是否正在釋放，如果是，則不做任何事情。 3.增加該物件的引用計數，但時並不是馬上寫會isa變數中。 4.檢查增加後的引用計數的值是否能夠被19位表示，如果不是，則切換成以前的辦法，否則執行第5步。 5.進行一個原子的寫操作，將isa的值寫會。
雖然步驟都是5步，但是由於沒有了全域性加鎖的操作，所以引用計數的更改更快了。
isa的bit位含義 從低位到高位 bit位：1bit，變數名：indexed，意義：0表示普通isa，1表示Tagged Pointer。 bit位：1bit，變數名：has_assoc，意義：表示該物件是否有過associated物件，如果沒有，在析構釋放記憶體可以更快。 bit位：1bit，變數名：has_cxx_dtor，意義：表示該物件是否有C++或ARC的解構函式，如果沒有，在析構釋放記憶體時可以更快。 bit位：30bits，變數名：shiftcls，意義：類指標。 bit位：9bits，變數名：magic，意義：其值固定位0xd2，用於除錯時分辨物件是否未完成初始化。 bit位：1bit，變數名：wealky_referenced，意義：表示該物件是否指向過weak物件，如果沒有，在析構釋放記憶體時後可以更快。 bit位：1bit，變數名：deallocating，意義：表示該物件是否正在析構。 bit位：1bit，變數名：has_sidetable_rc，意義：表示該物件的引用計數是否達到無法直接在isa中儲存。 bit位：19bits，變數名：extra_rc，意義：表示該物件超過1的引用計數值，例如該物件的引用計數是6，則extra_rc的值為5。
Block的內部資料結構定義 1.isa指標，所有物件都有該指標，用於實現物件相關功能。 2.flags，用於按bit位表示一些block的附加資訊。 3.reserved，保留變數。 4.invoke，函式指標，指向具體的block實現的函式呼叫地址。 5.descriptor，表示該block的附加描述資訊，主要是size大小，以及copy和dispose函式的指標。 6.variables，capture過來的變數，block能夠訪問它外部的區域性變數，就是因為將這些變數（或變數地址）複製到了結構體重。
在Objective-C語言中，一共有3種類型的block： 1._NSConcreteGlobalBlock，全域性的靜態block，不會訪問任何外部變數。 當block沒有傳入外部引數的時候就會標記為 NSGlobalBlock； 2._NSConcreteStackBlock，儲存在棧中的block，當函式返回時會被銷燬。 在MRC環境下，預設位StackBlock，在ARC環境中被 NSMallocBlock替代。 3._NSConcreteMallocBlock，儲存在堆中的block，當引用計數為0是會被銷燬。 所以結論是，在ARC環境下，Block都好使，因為使用的是NSMallocBlock，在MRC環境先愛，最好在任何時候都使用 block = [[block copy] autorelease]。 So, what's the point of all this? The point is always use ARC . With ARC, blocks pretty much always work correctly. If you're not using ARC, you better defensively block = [[block copy] autorelease] any time a block outlives the stack frame where it is declared. That will force it to be copied to the heap as an NSMallocBlock