1.atomic和nonatomic的区别？atomic一定是线程安全的吗?atomic如何实现atomic？

• atomic是原子操作（原子性是指事务的一个完整操作，操作成功就提交，否则回滚），在iOS中getter/setter函数是原子操作，如果多线程同时调用，不会出现某一个线程执行完setter所有语句之前，其他线程开始执行setter，相当于给setter函数加了锁，确保原子性操作，但是这样做的弊端就是很消耗性能。

• nonatomic是非原子操作，一般在不在并发的时候使用，这样做的好处是会提高性能。在oc中通常对对象类型都声明为非原子性。

• 在多线程中，atomic只保证getter、setter方法安全，并不保证其它操作，例如字符串拼接，数组移除元素等，并没有执行getter和setter方法，顾不是绝对安全的。

2.内存区域的划分和分配,内存分配方式有哪些 ？
内存分配方式有三种：

• 从静态存储区域分配。内存在程序编译的时候就已经分配好，这块内存在程序的整个运行期间都存在。例如全局变量，static变量。
• 在栈上创建。在执行函数时，函数内局部变量的存储单元都可以在栈上创建，函数执行结束时这些存储单元自动被释放。栈内存分配运算内置于处理器的指令集中，效率很高，但是分配的内存容量有限。
• 从堆上分配，亦称动态内存分配。程序在运行的时候用malloc或new申请任意多少的内存，程序员自己负责在何时用free或delete释放内存。动态内存的生存期由程序员决定，使用非常灵活，但如果在堆上分配了空间，就有责任回收它，否则运行的程序会出现内存泄漏，频繁地分配和释放不同大小的堆空间将会产生堆内碎块。

3.weak原理

• Runtime维护了一个weak表，用于存储指向某个对象的所有weak指针。weak表其实是一个hash（哈希）表，Key是所指对象的地址，Value是weak指针的地址（这个地址的值是所指对象指针的地址）数组。

weak 的实现原理可以概括一下三步：

• 初始化时：runtime会调用objc_initWeak函数，初始化一个新的weak指针指向对象的地址。
• 添加引用时：objc_initWeak函数会调用 objc_storeWeak() 函数， objc_storeWeak() 的作用是更新指针指向，创建对应的弱引用表。
• 释放时，调用clearDeallocating函数。clearDeallocating函数首先根据对象地址获取所有weak指针地址的数组，然后遍历这个数组把其中的数据设为nil，最后把这个entry从weak表中删除，最后清理对象的记录。

4.谈谈category和extension区别

• extension看起来很像一个匿名的category，但是extension和有名字的category几乎完全是两个东西。 extension在编译期决议，它就是类的一部分，在编译期和头文件里的@interface以及实现文件里的@implement一起形成一个完整的类，它伴随类的产生而产生，亦随之一起消亡。extension一般用来隐藏类的私有信息，你必须有一个类的源码才能为一个类添加extension，所以你无法为系统的类比如NSString添加extension。（详见2）
• 但是category则完全不一样，它是在运行期决议的。就category和extension的区别来看，我们可以推导出一个明显的事实，extension可以添加实例变量，而category是无法添加实例变量的（因为在运行期，对象的内存布局已经确定，如果添加实例变量就会破坏类的内部布局，这对编译型语言来说是灾难性的）。
  5.系统如何底层实现category
  在runtime层，category用结构体category_t（在objc-runtime-new.h中可以找到此定义），它包含了
• 类的名字（name）
• 类（cls）
• category中所有给类添加的实例方法的列表（instanceMethods）
• category中所有添加的类方法的列表（classMethods）
• category实现的所有协议的列表（protocols）
• category中添加的所有属性（instanceProperties）

typedef struct category_t {
    const char *name;
    classref_t cls;
    struct method_list_t *instanceMethods;
    struct method_list_t *classMethods;
    struct protocol_list_t *protocols;
    struct property_list_t *instanceProperties;
} category_t;

• Objective-C的运行是依赖OC的runtime的，而OC的runtime和其他系统库一样，是OS X和iOS通过dyld动态加载的。category被附加到类上面是在map_images的时候发生的，在new-ABI的标准下，_objc_init里面的调用的map_images最终会调用objc-runtime-new.mm里面的_read_images方法,而在_read_images方法的结尾:

1.把category的实例方法、协议以及属性添加到类上
2.把category的类方法和协议添加到类的metaclass上

• addUnattachedCategoryForClass只是把类和category做一个关联映射，而remethodizeClass才是真正去处理添加事宜的功臣.而对于添加类的实例方法而言，又会去调用attachCategoryMethods这个方法，我们去看下attachCategoryMethods：attachCategoryMethods做的工作相对比较简单，它只是把所有category的实例方法列表拼成了一个大的实例方法列表，然后转交给了attachMethodLists方法.
  需要注意的有两点：

1、category的方法没有“完全替换掉”原来类已经有的方法，也就是说如果category和原来类都有methodA，那么category附加完成之后，类的方法列表里会有两个methodA
2)、category的方法被放到了新方法列表的前面，而原来类的方法被放到了新方法列表的后面，这也就是我们平常所说的category的方法会“覆盖”掉原来类的同名方法，这是因为运行时在查找方法的时候是顺着方法列表的顺序查找的，它只要一找到对应名字的方法，就会罢休^_，殊不知后面可能还有一样名字的方法。

6.谈谈对自动释放池的理解

• autorelease是一种支持引用计数的内存管理方式，只要给对象发送一条autorelease消息，会将对象放到一个自动释放池中，当自动释放池被销毁时，会对池子里面的所有对象做一次release操作-

注意,这里只是发送release消息，如果当时的引用计数(reference-counted)依然不为0，则该对象依然不会被释放

• autorelease方法会返回对象本身，且调用完autorelease方法后，对象的计数器不变

7.autorelease的原理实质上是什么?多层自动释放池嵌套的对象在哪一层释放

• autorelease实际上只是把对release的调用延迟了，对于每一个autorelease，系统只是把该对象放入了当前的autorelease pool中,当该pool被释放时,该pool中的所有对象会被调用release。
• 对于多层自动释放池嵌套使用，由于自动释放池是以栈的形式存在，栈只有一个入口, 所以调用autorelease会将对象放到栈顶的自动释放池。

@autoreleasepool { // 栈底自动释放池
    @autoreleasepool {
        @autoreleasepool { // 栈顶自动释放池
            Person *p = [[[Person alloc] init] autorelease];
        }
        Person *p = [[[Person alloc] init] autorelease];
    }
}

8.对于block，理解，mrc和arc下有什么区别，使用注意事项

• block本质上也是一个oc对象，他内部也有一个isa指针。block是封装了函数调用以及函数调用环境的OC对象。

• block对变量的捕获规则：

1.静态存储区的变量：例如全局变量、方法中的static变量引用，可修改。
2.block接受的参数
传值，可修改，和一般函数的参数相同。
3.栈变量 (被捕获的上下文变量)
const，不可修改。 当block被copy后，block会对 id类型的变量产生强引用。
每次执行block时,捕获到的变量都是最初的值。
4.栈变量 (有__block前缀)
引用，可以修改。如果时id类型则不会被block retain,必须手动处理其内存管理。
如果该类型是C类型变量，block被copy到heap后,该值也会被挪动到heap

• 使用注意事项:

注意1.内存
Block_copy()和Block_release()必须一一匹配，否则会内存泄漏或crash。__block这个修饰词会将原本的简单类型转化为较大的struct，这会给内存、调用带来额外的开销，使用时需要注意。

注意2.ARC
在开启ARC后，block的内存会比较微妙。ARC会自动处理block的内存，不用手动copy/release。但是，和非ARC的情况有所不同：

void (^aBlock)(void);
aBlock = ^{ printf("ok"); };

block是对象，所以这个aBlock默认是有__strong修饰符的，即aBlock对该block有strong references。即aBlock在被赋值的那一刻，这个block会被copy。所以，ARC开启后，所能接触到的block基本都是在堆上的。

注意3.循环引用
当block被copy之后(如开启了ARC、或把block放入dispatch queue)，该block对它捕获的对象产生strong references (非ARC下是retain),所以有时需要避免block copy后产生的循环引用。如果用self引用了block，block又捕获了self，这样就会有循环引用。因此，需要用weak来声明self。

9.简述下block的实现

• block的常见类型有3种

_NSConcreteGlobalBlock（全局）
_NSConcreteStackBlock（栈）
_NSConcreteMallocBlock（堆）

void (^globalBlock)() = ^{
};

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        void (^stackBlock1)() = ^{
        };
    }
    return 0;
}

对其进行编译转换后得到以下缩略代码:

// globalBlock
struct __globalBlock_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __globalBlock_block_desc_0* Desc;
  __globalBlock_block_impl_0(void *fp, struct __globalBlock_block_desc_0 *desc, int flags=0) {
    impl.isa = &_NSConcreteGlobalBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};
...

// stackBlock
struct __main_block_impl_0 {
  struct __block_impl impl;
  struct __main_block_desc_0* Desc;
  __main_block_impl_0(void *fp, struct __main_block_desc_0 *desc, int flags=0) {
    impl.isa = &_NSConcreteStackBlock;
    impl.Flags = flags;
    impl.FuncPtr = fp;
    Desc = desc;
  }
};
...
int main(int argc, const char * argv[]) {
    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
        void (*stackBlock)() = (void (*)())&__main_block_impl_0((void *)__main_block_func_0, &__main_block_desc_0_DATA);
    }
    return 0;
}

可以看出globalBlock的isa指向了_NSConcreteGlobalBlock，即在全局区域创建，编译时具体的代码就已经确定在上图中的代码段中了，block变量存储在全局数据存储区；stackBlock的isa指向了_NSConcreteStackBlock，即在栈区创建。

接下来是在堆中的block，堆中的block无法直接创建，其需要由_NSConcreteStackBlock类型的block拷贝而来(也就是说block需要执行copy之后才能存放到堆中)。由于block的拷贝最终都会调用_Block_copy_internal函数，所以观察这个函数就可以知道堆中block是如何被创建的了：

函数通过memmove将栈中的block的内容拷贝到了堆中，并使isa指向了_NSConcreteMallocBlock。

• 捕捉变量对block结构的影响

局部变量
全局变量
局部静态变量
__block修饰的变量
self隐式循环引用

局部变量只是一次值传递。并且当我们想在block中进行以下操作时，将会发生错误：
- (void)test
{
    int a;
    ^{a = 10;};//error: variable is not assignable(missing __block type specifier)
}

全局变量都是在静态数据存储区，在程序结束前不会被销毁，所以block直接访问了对应的变量

静态局部变量是存储在静态数据存储区域的，也就是和程序拥有一样的生命周期，也就是说在程序运行时，都能够保证block访问到一个有效的变量。但是其作用范围还是局限于定义它的函数中，所以只能在block通过静态局部变量的地址来进行访问。

__block修饰的变量
会编译成结构体，这个结构体中含有isa指针，所以也是一个对象，它是用来包装局部变量a的。当block被copy到堆中时block的拷贝辅助函数会将结构体拷贝至堆中，所以即使局部变量所在堆被销毁，block依然能对堆中的局部变量进行操作。其中变量的结构体成员指针__forwarding用来指向它在堆中的拷贝，

self隐式循环引用

@implementation Person
{
    int _a;
    void (^_block)();
}
- (void)test
{
  void (^_block)() = ^{
        _a = 10;
    };
}

@end

如果在编译转换前，将_a改成self.a，能很明显地看出是产生了循环引用(self强引用block，block强引用self)。那么使用_a呢？经过编译转换后，依然可以在__Person__test_block_impl_0看见self的身影。可以看出，不管是用什么形式访问实例变量，最终都会转换成self+变量内存偏移的形式。

10.对于深拷贝和浅拷贝的理解

• 浅拷贝：指针拷贝，复制一个新的指针，只想同一块内存区域。实际内存并没有发生拷贝
• 深拷贝：内容拷贝，拷贝数据到一块新内存区域，指针指向拷贝的数据区

iOS中的深浅拷贝strong，copy，mutableCopy。
copy出来的字符串一定是不可变字符串，如果传入的是可变字符串，会发生深拷贝为不可变字符串，否则为浅拷贝。 2. mutablecopy，一定是深拷贝，拷贝出来的一定是可变字符串或者数组，即使传入的是不可变字符串或者数组。

11.消息转发机制实现

• 进行一次发送消息会在相关的类对象中搜索方法列表，如果找不到则会沿着继承树向上一直搜索知道继承树根部（通常为NSObject），如果还是找不到并且消息转发都失败了就回执行doesNotRecognizeSelector:方法报unrecognized selector错。

下图就是消息转发的流程：

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第一次: 所属类动态方法解析
首先会调用+ (BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel这个方法,如果返回True就会再次执行相关方法.

第二次机会: 备援接收者
其次当对象所属类不能动态添加方法后，runtime就会询问当前的接受者是否有其他对象可以处理这个未知的selector，- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector;该方法的参数就是那个未知的selector，这是一个实例方法，因为是询问该实例对象是否有其他实例对象可以接收这个未知的selector，如果没有就返回nil

第三次机会: 消息重定向
当没有备援接收者时，就只剩下最后一次机会，那就是消息重定向。这个时候runtime会将未知消息的所有细节都封装为NSInvocation对象，然后调用下述方法:- (void)forwardInvocation: (NSInvocation*)invocation;调用这个方法如果不能处理就会调用父类的相关方法，一直到NSObject的这个方法，如果NSObject都无法处理就会调用doesNotRecognizeSelector:方法抛出异常。

12.@property的底层实现

• 文件编译成cpp文件后，会看到@property会生成unsigned long类型的变量，代表实例变量在内存中存储的偏移量，通过这个值就能够在内存中定位到这个实例变量的位置。
• get方法会使用类的内存地址加上OBJC_IVAR__Person_cjmName计算的的偏移量来计算出属性的位置并返回。
• nsstring使用copy的set方法会首先声明objc_setProperty方法，然后使用类的内存地址加上OFFSETOFIVAR(TYPE, MEMBER)方法计算的偏移量，用objc_setProperty来设置实例变量的值。nsstring使用strong的set方法没有声明objc_setProperty方法也没有使用该方法，而是直接计算出实例变量的偏移量后将指针赋给实例变量。所以可以得出copy和strong在底层实现上是有区别的。