了解iOS的编译过程么?分为哪几个步骤?
iOS编译过程分为以下几个步骤:
-
预处理阶段:在这个阶段,预处理器会处理源代码,包括宏展开、头文件替换和处理预编译指令等[1]。
-
词法分析阶段:在词法分析阶段,编译器将源代码转换为一系列符合特定语言的词法单元,例如关键字、操作符和变量等[1]。
-
语法分析阶段:在语法分析阶段,编译器将词法单元转换为抽象语法树(AST),并进行语法校验[1]。
-
语义分析阶段:在语义分析阶段,编译器会对抽象语法树进行静态分析,找出非语法性错误,并进行类型检查等[1]。
-
优化阶段:在优化阶段,编译器会对代码进行优化,以提高执行效率和减少资源消耗[1]。
-
代码生成阶段:在代码生成阶段,编译器将优化后的代码转换为目标代码,可以是机器码或者中间代码[1]。
-
链接阶段:在链接阶段,链接器将目标代码和库文件进行链接,生成最终的可执行文件[1]。
Learn more:
静态链接了解么?静态库和动态库的区别?
在iOS开发中,静态链接、静态库和动态库是常见的概念。下面是对这些概念的详细解释和区别:
静态链接:
- 静态链接是指在编译时将所有的目标文件和库文件合并成一个可执行文件的过程。
- 静态库是多个目标文件的打包集合,它在链接时会被完整地复制到可执行文件中。
- 静态库的存在形式有:Mac/iOS中是以
.a或封装成.framework的形式存在,Linux中是以.a的形式存在,Windows中是以.lib的形式存在。 - 优势:
- 提供的是目标文件,不需要重新编译,只需要链接即可。
- 加载应用程序的速度更快,因为在编译时已经进行了链接,启动时不需要进行二次查找。
动态库:
- 动态库是多个目标文件封装起来的库,不会在编译时直接置入可执行文件,而是在程序运行时由系统动态加载到内存供程序调用。
- 动态库的存在形式有:MacOS/iOS中是以
.tbd、.dylib或封装成.framework的形式存在,Linux中是以.so的形式存在,Windows中是以.DLL的形式存在。 - 根据动态库的载入时间,可以将动态库分为两种:
- 动态链接库:在启动应用程序时立即加载动态库,随程序启动而启动。
- 动态加载库:当需要时再使用
dlopen等方式进行加载,可以在程序启动之后进行加载。
- 优势:
- 动态库不需要在编译时置入可执行文件,理论上体积会更小。
- 动态库的内容改变时,所有使用该库的结果文件不需要重新编译即可获得最新功能。
iOS开发中的.framework及动态/静态库的区分:
- 在iOS系统中,
.framework是一种特定结构的文件夹,可以包含多种共享的资源,如图片、Xibs、动态库、静态库、文档等。 .framework实际上是一个文件夹,内部有特定的结构和文件。.framework中的二进制文件有可能有后缀,也有可能没有后缀,可以通过查看文件类型或使用工具进行区分。- 在iOS开发中,静态库和动态库都可以以
.framework的形式存在,具体是静态库还是动态库取决于内部的文件类型。
动态库和静态库的混用:
- 在一个项目中,可以同时使用动态库和静态库。
- 静态库可以依赖静态库,动态库可以依赖动态库。
- 但是动态库不能依赖静态库,因为静态库不需要在运行时再次加载,如果多个动态库依赖同一个静态库,会导致多个静态库的拷贝,增加内存空间的消耗。
Learn more:
内存的几大区域,各自的职能分别是什么?
iOS开发中,内存主要分为五大区域:栈区、堆区、全局/静态区、常量区、代码区。每个区域都有不同的职能和用途。
-
栈区(Stack):
- 栈区是一块连续的内存区域,从高地址向低地址进行存储,遵循先进后出(FILO)原则。
- 栈区一般在运行时分配,内存空间由系统管理,申明的变量过了作用域范围后内存会自动释放。
- 栈区存放函数内部定义的局部变量、方法的参数等[1].
-
堆区(Heap):
- 堆区是不连续的内存区域,从低地址向高地址进行存储,类似于链表结构(便于增删,不便于查询),遵循先进先出(FIFO)原则。
- 堆区的地址空间在iOS中以0x6开头,其空间的分配总是动态的。
- 开发人员需要关注变量的生命周期,如果不及时释放,会造成内存泄漏,只有等程序结束时由系统统一回收。
- 在OC中,使用alloc或者new开辟空间创建对象;在C语言中,使用malloc、calloc、realloc分配的空间需要手动释放[1].
-
全局/静态区(Global/Static):
- 全局/静态区是编译时分配的内存空间,在程序运行过程中,此内存中的数据一直存在,程序结束后由系统释放。
- 全局/静态区包括未初始化的全局变量和静态变量(BSS区)以及已初始化的全局变量和静态变量(数据区)[1].
-
常量区(Constant):
- 常量区是编译时分配的内存空间,在程序运行过程中,此内存中的数据一直存在,程序结束后由系统释放。
- 常量区存放常量,包括整型、字符型、浮点、字符串等[1].
-
代码区(Code):
- 代码区是编译时分配的内存空间,在程序运行过程中,此内存中的数据一直存在,程序结束后由系统释放。
- 代码区存放程序运行时的代码,会被编译成二进制存进内存的[1].
Learn more:
static和const有什么区别?
在iOS开发中,static和const是两个常用的关键字,它们有以下区别:
-
static关键字:
- static关键字可以用来修饰变量、函数和方法。
- 当static修饰全局变量时,它将变量的作用域限制在定义它的源文件内,其他源文件无法访问该变量。这样可以避免命名冲突和重复定义的问题。
- 当static修饰局部变量时,它会延长变量的生命周期,使得变量在整个程序运行期间都存在。同时,被static修饰的局部变量只会初始化一次,不会重复初始化。
- static修饰的变量会保存在静态存储区(bss段)中,内存由编译器分配,程序结束后会被系统回收。
- static修饰的变量可以用于实现全局变量的封装,避免其他文件对其进行修改。
-
const关键字:
- const关键字用来定义常量,被const修饰的变量在编译阶段会进行编译检查,一旦被赋值后就不能再修改。
- const可以修饰全局变量、局部变量和指针。
- 被const修饰的全局变量和局部变量会被分配到常量区,其内存由系统在程序结束时回收。
- 被const修饰的指针可以防止指针指向的内容被修改,但指针本身可以修改。
综上所述,static主要用于限制变量的作用域和延长变量的生命周期,而const用于定义常量并防止其被修改。
Learn more:
- iOS-extern、static、const详解_const nsstring*-CSDN博客
- iOS 常用关键字 static、const、 extern、define - 掘金
- iOS-关键字-const、static、extern - 掘金
了解内联函数么?
内联函数(Inline Function)是在iOS开发中常用的一种优化技术,它可以将函数调用操作在编译期间替换为函数实现的代码,从而避免了函数调用的开销,提高了程序的执行效率。下面是关于iOS开发中内联函数的一些重要信息:
内联函数的定义和使用
在iOS开发中,可以使用关键字组合static inline来定义内联函数。内联函数通常用于完成一些简单的任务,函数体通常只有几行代码。以下是一个简单的内联函数的定义示例:
static inline int square(int num) {
return num * num;
}
内联函数的使用方式与普通函数类似,可以直接调用内联函数并传递参数。例如:
int result = square(5);
内联函数的优点
- 提高程序的执行效率:由于内联函数避免了函数调用和返回带来的时间和空间开销,因此可以提高程序的执行效率[2]。
- 代码简洁、易读:内联函数可以减少代码中的函数调用,使代码更加简洁和易读。同时,内联函数可以像普通函数一样接受参数和返回值,提高代码的可读性[2]。
- 类型安全:内联函数可以像普通函数一样进行参数类型检查,避免传递无效的参数导致的程序崩溃或错误[2]。
内联函数的缺点
- 增加代码大小:由于内联函数是在编译时展开的,所以会将函数的代码插入到调用点处,从而增加了代码的大小。
- 需要权衡:在代码大小和性能之间需要做出权衡,选择合适的方式来实现代码的重用和优化。
在Xcode中优化内联函数
在Xcode中,可以通过设置编译选项来控制内联函数的优化程度。可以通过设置"Optimization Level"选项来控制编译器的优化程度。常用的选项包括"None"、"Fastest"、"Fast"、"Faster"和"Optimized"等。根据具体情况,可以选择合适的优化级别来进行内联函数的优化[2]。
需要注意的是,在使用内联函数时,需要根据具体情况来判断是否需要进行内联函数的优化。内联函数的优化效果在不同的场合中可能会有差异,需要进行实际测试来评估优化效果。
Learn more:
什么时候会出现死锁?如何避免?
在iOS开发中,死锁(Deadlock)是一种常见的并发编程问题,它发生在多个线程或任务之间存在循环依赖的锁资源时。当线程或任务互相等待对方释放锁资源时,就会导致死锁的发生。以下是一些可能导致死锁的情况以及如何避免死锁的方法:
-
互斥锁的嵌套使用: 当一个线程已经持有一个锁资源,并且尝试获取另一个锁资源时,如果另一个锁资源已经被其他线程持有,就会导致死锁。为了避免这种情况,应该尽量避免在持有一个锁资源的情况下再去获取其他锁资源。
-
循环等待: 当多个线程或任务之间存在循环依赖的锁资源时,就会发生循环等待,导致死锁。为了避免循环等待,可以使用资源分级的方式来获取锁资源,确保所有线程或任务按照相同的顺序获取锁资源,避免循环依赖。
-
长时间持有锁资源: 当一个线程长时间持有一个锁资源而不释放时,其他线程就无法获取该锁资源,可能导致死锁。为了避免这种情况,应该尽量减少持有锁资源的时间,及时释放锁资源,让其他线程有机会获取锁资源。
-
死锁检测和避免: 在开发过程中,可以使用工具或技术来检测和避免死锁的发生。例如,可以使用Xcode的Instruments工具中的Concurrency工具来检测死锁问题。此外,还可以使用GCD(Grand Central Dispatch)中的DispatchSemaphore、DispatchGroup等机制来避免死锁。
综上所述,避免死锁的关键是合理设计并发代码,避免锁资源的循环依赖,减少锁资源的持有时间,并使用适当的工具和技术进行死锁检测和避免。
Learn more:
说一说你对线程安全的理解?
线程安全是指在多线程环境下,对共享数据的访问和操作能够保证正确性和一致性的特性。在iOS开发中,由于多线程并发访问共享资源的可能性,线程安全成为一个重要的问题。如果不采取适当的措施,多个线程同时访问共享数据可能会导致数据错乱、数据安全问题等。
线程安全问题的出现主要是因为多个线程同时对同一资源进行读写操作,例如多个线程同时访问同一个对象、同一个变量或同一个文件。这种情况下,就需要采取一些措施来保证线程安全。
以下是一些常见的线程安全解决方案和锁机制:
-
互斥锁(Mutex):互斥锁是一种最常见的线程同步机制,用于保护共享资源。在iOS开发中,常用的互斥锁包括
NSLock、NSRecursiveLock和NSCondition等。互斥锁可以确保同一时间只有一个线程可以访问共享资源,其他线程需要等待锁释放后才能继续执行。 -
自旋锁(Spin Lock):自旋锁是一种忙等待的锁机制,它不会使线程进入睡眠状态,而是一直循环检测锁的状态,直到获取到锁为止。在iOS开发中,常用的自旋锁包括
OSSpinLock和os_unfair_lock。自旋锁适用于短时间内锁的竞争激烈的情况,但长时间的自旋会浪费CPU资源。 -
信号量(Semaphore):信号量是一种用于控制并发访问的同步机制,它可以限制同时访问共享资源的线程数量。在iOS开发中,常用的信号量包括
dispatch_semaphore和NSConditionLock。通过设置信号量的初始值和每次访问资源时的信号量操作,可以实现对共享资源的控制。 -
串行队列(Serial Queue):串行队列是一种GCD(Grand Central Dispatch)提供的线程安全机制,它可以确保任务按照顺序执行,不会出现并发访问的问题。通过将任务添加到串行队列中,可以保证任务的执行顺序和线程安全。
-
原子操作(Atomic Operation):原子操作是一种保证操作的完整性的机制,它可以确保对共享资源的读写操作是原子的,不会被其他线程中断。在iOS开发中,常用的原子操作包括
@synchronized关键字和atomic属性修饰符。
以上是一些常见的线程安全解决方案和锁机制,开发者可以根据具体的需求和场景选择合适的方式来保证线程安全。
Learn more:
列举你知道的线程同步策略?
在iOS开发中,有多种线程同步策略可供选择。以下是一些常见的线程同步策略:
-
原子操作:在iOS中,原子操作可以保证属性在单独的setter或getter方法中是线程安全的。但是,原子操作不能保证多个线程对同一个属性进行读写操作时能够得到预期的值[1]。
-
信号量(Semaphore):信号量是一种非负整型变量,用来控制线程并发访问的最大数量。通过使用信号量的wait()和signal()操作,可以实现线程同步。当信号量的值为1时,可以实现互斥访问,即同一时间只有一个线程可以访问共享资源[1]。
-
GCD串行队列:使用GCD(Grand Central Dispatch)串行队列可以实现线程同步。通过将任务添加到串行队列中,并使用sync函数在当前线程执行任务,可以保证任务按照预定的先后次序进行工作[1]。
-
锁:锁是一种常见的线程同步机制。在iOS开发中,常用的锁包括OSSpinLock、NSLock、NSRecursiveLock、NSCondition、NSConditionLock和pthread_mutex等。这些锁可以用于保护临界区,确保同一时间只有一个线程可以访问共享资源[1]。
-
读写锁(ReadWrite Lock):读写锁是一种特殊的锁,它允许多个线程同时读取共享资源,但只允许一个线程写入共享资源。读写锁可以提高读操作的并发性能,适用于读操作远远多于写操作的场景[1]。
这些线程同步策略可以根据具体的需求和场景选择合适的方式来保证线程安全和资源访问的协调性。
Learn more:
iOS开发有哪几种锁?各自的原理?它们之间的区别是什么?最好可以结合使用场景来说
在iOS开发中,常见的几种锁包括互斥锁(Mutex Lock)、自旋锁(Spin Lock)、递归锁(Recursive Lock)、信号量(Semaphore)和读写锁(Read-Write Lock)。它们各自有不同的原理和适用场景。
-
互斥锁(Mutex Lock):
- 原理:互斥锁是一种基于线程的同步机制,用于保护临界区资源的访问。当一个线程获得互斥锁后,其他线程需要等待该线程释放锁才能访问临界区资源。
- 使用场景:适用于需要保护临界区资源的场景,例如多个线程同时访问共享数据时,通过互斥锁来保证数据的一致性和完整性。
-
自旋锁(Spin Lock):
- 原理:自旋锁是一种基于线程的同步机制,与互斥锁类似,但不会使线程进入等待状态。当一个线程尝试获取自旋锁时,如果锁已被其他线程占用,该线程会一直循环等待,直到获取到锁为止。
- 使用场景:适用于临界区资源的竞争不激烈的场景,例如在多核处理器上,临界区资源的占用时间很短,使用自旋锁可以避免线程切换的开销。
-
递归锁(Recursive Lock):
- 原理:递归锁是一种特殊的互斥锁,允许同一个线程多次获取锁而不会造成死锁。每次获取锁时,锁的计数器会加一,只有当计数器归零时,其他线程才能获取锁。
- 使用场景:适用于需要在同一个线程中多次获取锁的场景,例如递归函数中可能会多次调用需要保护的临界区资源。
-
信号量(Semaphore):
- 原理:信号量是一种基于计数的同步机制,用于控制同时访问某个资源的线程数量。信号量有一个计数器,当计数器大于0时,线程可以继续执行;当计数器等于0时,线程需要等待其他线程释放资源。
- 使用场景:适用于控制并发线程数量的场景,例如限制同时访问某个资源的线程数量。
-
读写锁(Read-Write Lock):
- 原理:读写锁是一种特殊的锁,允许多个线程同时读取共享资源,但只允许一个线程写入共享资源。当有线程正在写入时,其他线程无法读取或写入;当有线程正在读取时,其他线程可以继续读取,但不能写入。
- 使用场景:适用于读操作频繁、写操作较少的场景,可以提高并发读取的效率。
这些锁在iOS开发中的使用场景和性能特点有所不同,根据具体的业务需求和线程竞争情况选择合适的锁可以提高代码的性能和安全性。
Learn more: