面试中被面试官问到的问题答案(一)

jopen 3年前

以下问题的答案是之前写的一篇文章 面试中被面试官问到的问题 现在把问题的答案整理了一份出来给大家。希望对大家有所帮助。如果整理的答案有问题,请联系我。shavekevin@gmail.com

1.请你谈谈static和宏定义的区别。什么时候用static什么时候用宏定义。让你声明的常量只在你声明的文件里有作用要不编译器会保存

宏定义:

1). 一般来说我们使用宏定义最常见的是定义一些常量 简单的”函数”(比如求两个数的最大小值)例如:定义常量PI

#define PI 3.1415926

定义函数

#define MIN(A,B) ((A) < (B) ? (A):(B))

我们不对宏定义进行修改

2) . 使用宏定义可以在很大程度上可以简化我们的代码例如:我们在写单例的时候 之前我们写的是

#import "ShareSingleton.h"    @implementation ShareSingleton    +(instancetype)shareSingleton {        static ShareSingleton *leader = nil;      static dispatch_once_t onceToken;      dispatch_once(&onceToken, ^{          leader = [[ShareSingleton alloc]init];      });      return leader;  }  @end  //如果我们使用宏定义的话我们可以这样写:  #define DISPATCH_ONCE_BLOCK(onceBlock) static dispatch_once_t onceToken; dispatch_once(&onceToken, onceBlock);  #import "ShareSingleton.h"  @implementation ShareSingleton    +(instancetype)shareSingleton {        static ShareSingleton *leader = nil;      DISPATCH_ONCE_BLOCK(^{          leader = [[ShareSingleton alloc]init];      })      return leader;  }  @end

其实#define的原理就是不管三七二十一,直接做替换,所以我们完全可以利用这个特点,发挥自己的想象,简化代码~ 宏定义实质是一个预编译指令,在程序未运行之前将某些指令付给相应的变量。

小结一下: static标记的变量会存储到全局变量区,生命周期和程序相同。而宏定义所定义的生命周期与所在的载体的生命周期有关.

static只在声明的类中可见。在声明的类中结束后,再次使用还是之前的值。

2.你是怎么看待代理 通知的 他们有什么区别?首先,我们把代理通知 放到一起来讨论第一反映是传值。 ok,下面慢慢来说各个的用法和区别。

通知中心

通过NSNotification可以给多个对象传递数据和消息(多个传递) 代理 通过protocol(代理模式)只能给一个对象传递数据和消息(单一传递)“一对一”,对同一个协议,一个对象只能设置一个代理delegate,所以单例对象就不能用代理(可以用多点回调,下面见解)。

代理更注重过程信息的传输:比如发起一个网络请求,可能想要知道此时请求是否已经开始、是否收到了数据、数据是否已经接受完成、数据接收失败。

区别: 代理和通知的区别应该主要是一对一和一对多的关系。delegate的多点回调相对notification更加便捷,更多方便,让项目更好维护。

3.说说你对内存管理的理解。

内存管理原则

引用计数的增加和减少相等,当引用计数降为0之后,不应该再使用这块内存空间。 凡是用alloc retain 或者copy让内存的引用计数增加了。就需要使用release或者autorelease让内存的引用 计数减少。在一段代码内。增加和减少的次数要相等。

autoreleasepool的使用

通过autoreleasepool控制autorelease对象的释放 向一个对象发送autorelease消息。这个对象何时释放取决于autoreleasepool

copy方法跟retain不同,一个对象想要copy,生成自己的副本,需要实现NSCopying协议,定义copy的细节(如何copy)如果类没有接受NSCoping协议而给类发送copy消息,会引起crash 总结: OC借助引用计数机制去管理内存,凡是使用了alloc copy retain 等 方法,增加了引用计数,就要使用release 和autorelease 减少引用计数,引用计数为0的时候,对象所占的内存,被系统回收。

autorelease是未来某个时间(出autorelease)引用减一,不是即时的。

不是任何对象都可以接受copy消息。只有接受了NSCoping协议的对象才接受copy消息。

4.谈谈你对iOS性能优化的理解

谈起iOS的性能优化我们首先想到的是应该是tableview表视图的优化。关于表视图的优化我们可以从以下几个方面来看:

1).tableviewcell渲染绘制时要尽可能的避免分配资源,比如UIFont,NSDateFormatter或者任何在绘制时 需要的对象,推荐使用类层级的初始化方法中执行分配,并将其存储为静态变量。

2).图层渲染的问题透明图层对渲染性能会有一定的影响,系统必须将透明图层与下面的视图混合起来计算颜色,并 绘制出来。减少透明图层并使用不透明的图层来替代它们,可以极大地提高渲染速度。

3).为代理方法瘦身我们要尽量避免在tableview的cellforrowatindexpath的代理方法里写那么多代码,这样做不仅可以简化代码方便维护和管理,这对程序的运行也有帮助。

4).复杂视图尽量采用纯代码的方式

当 UITableViewCell拥有多个子视图时,IOS的渲染机制会拖慢速度。重写drawRect直接绘制内容的方式可 以提高性能,而不是在类初始化的时候初始化一些label或者imageview等。 下面就是些CPU 资源消耗原因和解决方案 还有GPU资源消耗原因和解决方案

对象的创建会分配内存、调整属性、甚至还有读取文件等操作,比较消耗 CPU 资源。尽量用轻量的对象代替重量的对象,可以对性能有所优化。比如 CALayer 比 UIView 要轻量许多,那么不需要响应触摸事件的控件,用 CALayer 显示会更加合适。如果对象不涉及 UI 操作,则尽量放到后台线程去创建,但可惜的是包含有 CALayer 的控件,都只能在主线程创建和操作。通过 Storyboard 创建视图对象时,其资源消耗会比直接通过代码创建对象要大非常多,在性能敏感的界面里,Storyboard 并不是一个好的技术选择。

1).对象的创建尽量推迟对象创建的时间,并把对象的创建分散到多个任务中去。尽管这实现起来比较麻烦,并且带来的优势并不多,但如果有能力做,还是要尽量尝试一下。如果对象可以复用,并且复用的代价比释放、创建新对象要小,那么这类对象应当尽量放到一个缓存池里复用。

2).对象调整

对象的调整也经常是消耗 CPU 资源的地方。这里特别说一下 CALayer:CALayer 内部并没有属性,当调用属性方法时,它内部是通过运行时 resolveInstanceMethod 为对象临时添加一个方法,并把对应属性值保存到内部的一个 Dictionary 里,同时还会通知 delegate、创建动画等等,非常消耗资源。UIView 的关于显示相关的属性(比如 frame/bounds/transform)等实际上都是 CALayer 属性映射来的,所以对 UIView 的这些属性进行调整时,消耗的资源要远大于一般的属性。对此你在应用中,应该尽量减少不必要的属性修改。 当视图层次调整时,UIView、CALayer 之间会出现很多方法调用与通知,所以在优化性能时,应该尽量避免调整视图层次、添加和移除视图。 3). 对象销毁

对象的销毁虽然消耗资源不多,但累积起来也是不容忽视的。通常当容器类持有大量对象时,其销毁时的资源消耗就非常明显。同样的,如果对象可以放到后台线程去释放,那就挪到后台线程去。这里有个小 Tip:把对象捕获到 block 中,然后扔到后台队列去随便发送个消息以避免编译器警告,就可以让对象在后台线程销毁了。 例如:

NSArray *tmp = self.array;    self.array = nil;    dispatch_async(queue, ^{        [tmp class];  });

4). 一些计算

视图布局的计算是 App 中最为常见的消耗 CPU 资源的地方。如果能在后台线程提前计算好视图布局、并且对视图布局进行缓存,那么这个地方基本就不会产生性能问题了。 不论通过何种技术对视图进行布局,其最终都会落到对 UIView.frame/bounds/center 等属性的调整上。上面也说过,对这些属性的调整非常消耗资源,所以尽量提前计算好布局,在需要时一次性调整好对应属性,而不要多次、频繁的计算和调整这些属性。 Autolayout 是苹果本身提倡的技术,在大部分情况下也能很好的提升开发效率,但是 Autolayout 对于复杂视图来说常常会产生严重的性能问题。随着视图数量的增长,Autolayout 带来的 CPU 消耗会呈指数级上升。具体数据可以看这个文章: http://pilky.me/36/。 如果你不想手动调整 frame 等属性,你可以用一些工具方法替代(比如常见的 left/right/top/bottom/width/height 快捷属性),或者使用 ComponentKit、AsyncDisplayKit 等框架.

如果一个界面中包含大量文本(比如微博微信朋友圈等),文本的宽高计算会占用很大一部分资源,并且不可避免。如果你对文本显示没有特殊要求,可以参考下 UILabel 内部的实现方式:用 [NSAttributedString boundingRectWithSize:options:context:] 来计算文本宽高,用 -[NSAttributedString drawWithRect:options:context:] 来绘制文本。尽管这两个方法性能不错,但仍旧需要放到后台线程进行以避免阻塞主线程。

5).文本的绘制

如果你用 CoreText 绘制文本,那就可以先生成 CoreText 排版对象,然后自己计算了,并且 CoreText 对象还能保留以供稍后绘制使用。 屏幕上能看到的所有文本内容控件,包括 UIWebView,在底层都是通过 CoreText 排版、绘制为 Bitmap 显示的。常见的文本控件 (UILabel、UITextView 等),其排版和绘制都是在主线程进行的,当显示大量文本时,CPU 的压力会非常大。对此解决方案只有一个,那就是自定义文本控件,用 TextKit 或最底层的 CoreText 对文本异步绘制。尽管这实现起来非常麻烦,但其带来的优势也非常大,CoreText 对象创建好后,能直接获取文本的宽高等信息,避免了多次计算(调整 UILabel 大小时算一遍、UILabel 绘制时内部再算一遍);CoreText 对象占用内存较少,可以缓存下来以备稍后多次渲染.

6).图片的解码

当你用 UIImage 或 CGImageSource 的那几个方法创建图片时,图片数据并不会立刻解码。图片设置到 UIImageView 或者 CALayer.contents 中去,并且 CALayer 被提交到 GPU 前,CGImage 中的数据才会得到解码。这一步是发生在主线程的,并且不可避免。如果想要绕开这个机制,常见的做法是在后台线程先把图片绘制到 CGBitmapContext 中,然后从 Bitmap 直接创建图片。目前常见的网络图片库都自带这个功能。

7).图像的绘制

图像的绘制通常是指用那些以 CG 开头的方法把图像绘制到画布中,然后从画布创建图片并显示这样一个过程。这个最常见的地方就是 [UIView drawRect:] 里面了。由于 CoreGraphic 方法通常都是线程安全的,所以图像的绘制可以很容易的放到后台线程进行。一个简单异步绘制的过程大致如下(实际情况会比这个复杂得多,但原理基本一致)

dispatch_async(backgroundQueue, ^{            CGContextRef ctx = CGBitmapContextCreate(...);          // draw in context...          CGImageRef img = CGBitmapContextCreateImage(ctx);          CFRelease(ctx);          dispatch_async(mainQueue, ^{              layer.contents = img;          });      });

GPU 资源消耗原因和解决方案

1.纹理的渲染

所有的 Bitmap,包括图片、文本、栅格化的内容,最终都要由内存提交到显存,绑定为 GPU Texture。不论是提交到显存的过程,还是 GPU 调整和渲染 Texture 的过程,都要消耗不少 GPU 资源。当在较短时间显示大量图片时(比如 TableView 存在非常多的图片并且快速滑动时),CPU 占用率很低,GPU 占用非常高,界面仍然会掉帧。避免这种情况的方法只能是尽量减少在短时间内大量图片的显示,尽可能将多张图片合成为一张进行显示。 当图片过大,超过 GPU 的最大纹理尺寸时,图片需要先由 CPU 进行预处理,这对 CPU 和 GPU 都会带来额外的资源消耗。目前来说,iPhone 4S 以上机型,纹理尺寸上限都是 4096x4096,更详细的资料可以看这里:iosres.com。所以,尽量不要让图片和视图的大小超过这个值。

2.视图的混合

当多个视图(或者说 CALayer)重叠在一起显示时,GPU 会首先把他们混合到一起。如果视图结构过于复杂,混合的过程也会消耗很多 GPU 资源。为了减轻这种情况的 GPU 消耗,应用应当尽量减少视图数量和层次,并在不透明的视图里标明 opaque 属性以避免无用的 Alpha 通道合成。当然,这也可以用上面的方法,把多个视图预先渲染为一张图片来显示

3.图像的生成

CALayer 的 border、圆角、阴影、遮罩(mask),CASharpLayer 的矢量图形显示,通常会触发离屏渲染(offscreen rendering),而离屏渲染通常发生在 GPU 中。当一个列表视图中出现大量圆角的 CALayer,并且快速滑动时,可以观察到 GPU 资源已经占满,而 CPU 资源消耗很少。这时界面仍然能正常滑动,但平均帧数会降到很低。为了避免这种情况,可以尝试开启 CALayer.shouldRasterize 属性,但这会把原本离屏渲染的操作转嫁到 CPU 上去。对于只需要圆角的某些场合,也可以用一张已经绘制好的圆角图片覆盖到原本视图上面来模拟相同的视觉效果。最彻底的解决办法,就是把需要显示的图形在后台线程绘制为图片,避免使用圆角、阴影、遮罩等属性。

如何检测应用的流畅度?

“过早的优化是万恶之源”,在需求未定,性能问题不明显时,没必要尝试做优化,而要尽量正确的实现功能。做性能优化时,也最好是走修改代码 -> Profile -> 修改代码这样一个流程,优先解决最值得优化的地方。 如果你需要一个明确的 FPS 指示器,可以尝试一下 KMCGeigerCounter。对于 CPU 的卡顿,它可以通过内置的 CADisplayLink 检测出来;对于 GPU 带来的卡顿,它用了一个 1x1 的 SKView 来进行监视。这个项目有两个小问题:SKView 虽然能监视到 GPU 的卡顿,但引入 SKView 本身就会对 CPU/GPU 带来额外的一点的资源消耗;这个项目在 iOS 9 下有一些兼容问题,需要稍作调整。

(未完待续)

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