在你繼續(xù)深入學(xué)習(xí)之前，請(qǐng)停下腳步弄清這些問題。如果你是新手，這個(gè)教程不要希望一次能看的非常透徹，學(xué)一定階段反回來再看看又會(huì)有新的體會(huì)的。
1. c,c++ background
很多人問 “沒有任何語言基礎(chǔ)，我不想學(xué)c直接學(xué)objective-c”
這里簡(jiǎn)單幾句，objc 90%代碼是c、眾多開源代碼是c,c++。你不學(xué)好c在unix世界里只能是個(gè)二流開發(fā)者！也許說得過于嚴(yán)厲，不過自己斟酌把。
2. Runtime（運(yùn)行時(shí)）
Objective-c是動(dòng)態(tài)語言, 很多新手或者開發(fā)人員常常被Runtime這個(gè)東西所迷惑。而恰恰這是一個(gè)非常重要的概念。 為什么重要呢！？我可以這么問：“如果讓你（設(shè)計(jì)、）實(shí)現(xiàn)一個(gè)計(jì)算機(jī)語言，你要如何下手？” 很少程序員這么思考過。但是這么一問，就會(huì)強(qiáng)迫你從更高層次思考(1)以前的問題了。 注意我這句話‘設(shè)計(jì)’括起來了，稍微次要點(diǎn)，關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)。
我把實(shí)現(xiàn)分成3鐘不同的層次：
1. 傳統(tǒng)的面向過程的語言開發(fā)，例如c語言。實(shí)現(xiàn)c語言編譯器很簡(jiǎn)單，只要按照語法規(guī)則實(shí)現(xiàn)一個(gè)LALR語法分析器就可以了，編譯器優(yōu)化是非常難的topic，不在這里討論范圍內(nèi)，忽略。 這里我們實(shí)現(xiàn)了編譯器其中最最基礎(chǔ)和原始的目標(biāo)之一就是把一份代碼里的函數(shù)名稱，轉(zhuǎn)化成一個(gè)相對(duì)內(nèi)存地址，把調(diào)用這個(gè)函數(shù)的語句轉(zhuǎn)換成一個(gè)jmp跳轉(zhuǎn)指令。在程序開始運(yùn)行時(shí)候，調(diào)用語句可以正確跳轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)的函數(shù)地址。 這樣很好，也很直白，但是。。。太死板了。everything is per-determined
2. 我們希望靈活，于是需要開發(fā)面向?qū)ο蟮恼Z言，例如c++。 c++在c的基礎(chǔ)上增加了類的部分。但這到底意味著什么呢？我們?cè)賹懰木幾g器要如何考慮呢？其實(shí)，就是讓編譯器多繞個(gè)彎，在嚴(yán)格的c編譯器上增加一層類處理的機(jī)制，把一個(gè)函數(shù)限制在它處在的class環(huán)境里，每次請(qǐng)求一個(gè)函數(shù)調(diào)用，先找到它的對(duì)象, 其類型,返回值，參數(shù)等等，確定了這些后再jmp跳轉(zhuǎn)到需要的函數(shù)。這樣很多程序增加了靈活性同樣一個(gè)函數(shù)調(diào)用會(huì)根據(jù)請(qǐng)求參數(shù)和類的環(huán)境返回完全不同的結(jié)果。增加類機(jī)制后，就模擬了現(xiàn)實(shí)世界的抽象模式，不同的對(duì)象有不同的屬性和方法。同樣的方法，不同的類有不同的行為！ 這里大家就可以看到作為一個(gè)編譯器開發(fā)者都做了哪些進(jìn)一步的思考。但是。。。還是死板, 我們?nèi)匀唤衏++是static language。
3. 希望更加靈活！ 于是我們完全把上面哪個(gè)類的實(shí)現(xiàn)部分抽象出來，做成一套完整運(yùn)行階段的檢測(cè)環(huán)境。這次再寫編譯器甚至保留部分代碼里的sytax名稱，名稱錯(cuò)誤檢測(cè)，runtime環(huán)境注冊(cè)所以全局的類，函數(shù)，變量等等信息等等，我們可以無限的為這個(gè)層增加必要的功能。調(diào)用函數(shù)時(shí)候，會(huì)先從這個(gè)運(yùn)行時(shí)環(huán)境里檢測(cè)所以可能的參數(shù)再做jmp跳轉(zhuǎn)。這，就是runtime。編譯器開發(fā)起來比上面更加彎彎繞。但是這個(gè)層極大增加了程序的靈活性。 例如當(dāng)調(diào)用一個(gè)函數(shù)時(shí)候，前2種語言，很有可能一個(gè)jmp到了一個(gè)非法地址導(dǎo)致程序crash, 但是在這個(gè)層次里面，runtime就過濾掉了這些可能性。 這就是為什么dynamic langauge更加強(qiáng)壯。 因?yàn)榫幾g器和runtime環(huán)境開發(fā)人員已經(jīng)幫你處理了這些問題。
好了上面說著這么多，我們?cè)俜祷貋砜磑bjective-c. 現(xiàn)在你是不是能理解這樣的語句了呢？
復(fù)制代碼
- id obj=self;
- if ([obj respondsToSelector:@selector(function1:)) {
- }
- if ([obj isKindOfClass:[NSArray class]] ) {
- }
-
- if ([obj conformsToProtocol:@protocol(myProtocol)]) {
- }
-
- if ([[obj class] isSubclassOfClass:[NSArray class]]) {
- }
- [obj someNonExistFunction];
|
看似很簡(jiǎn)單的語句，但是為了讓語言實(shí)現(xiàn)這個(gè)能力，語言開發(fā)者要付出很多努力實(shí)現(xiàn)runtime環(huán)境。這里運(yùn)行時(shí)環(huán)境處理了弱類型、函數(shù)存在檢查工作。runtime會(huì)檢測(cè)注冊(cè)列表里是否存在對(duì)應(yīng)的函數(shù)，類型是否正確，最后確定下來正確的函數(shù)地址，再進(jìn)行保存寄存器狀態(tài)，壓棧，函數(shù)調(diào)用等等實(shí)際的操作。
復(fù)制代碼
- id knife=[Knife grateKnife];
- NSArray *monsterList=[NSArray array];
- [monsterList makeObjectsPerformSelector:@selector(killMonster:) withObject:knife];
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在c,c++年代去完成這個(gè)功能是非常麻煩的，但是動(dòng)態(tài)語言卻非常簡(jiǎn)單。
關(guān)于執(zhí)行效率問題。 “靜態(tài)語言執(zhí)行效率要比動(dòng)態(tài)語言高”，這句沒錯(cuò)。因?yàn)橐徊糠謈pu計(jì)算損耗在了runtime過程中。而靜態(tài)語言生成的機(jī)器指令更簡(jiǎn)潔。正因?yàn)橹肋@個(gè)原因，所以開發(fā)語言的人付出很大一部分努力為了保持runtime小巧上。所以objecitve-c是c的超集+一個(gè)小巧的runtime環(huán)境。 但是，換句話說，從算法角度考慮，這點(diǎn)復(fù)雜度不算差別的，Big O notation結(jié)果不會(huì)有差別。( It's not log(n) vs n^2 )
簡(jiǎn)單理解：“Runtime is everything between your each function call.”
Runtime好比objective-c的靈魂。很多東西都是在這個(gè)基礎(chǔ)上出現(xiàn)的。所以它是指的你花功夫去理解的。
3. thread
"thread synchronization another notorious trouble!"
記不記得上學(xué)時(shí)候?qū)W得操作系統(tǒng)這門課，里面都會(huì)有專門一章介紹任務(wù)調(diào)度和生產(chǎn)者消費(fèi)者的問題。 這就是為了今后使用進(jìn)程、線程開發(fā)打基礎(chǔ)。概念很簡(jiǎn)單，但是心知肚明的人很少。難點(diǎn)在synchronization(同步)，因?yàn)?. There is no 100% deadlock detection algorithm. If there is, no deadlock at all. 2. 往往這類錯(cuò)誤很隱晦，靜態(tài)分析很難找到。 3. 抽象度較高需要經(jīng)驗(yàn)去把握。
總體來說，我見到的在這方面的問題可以分為一下幾點(diǎn)：
1. 不知道多線程開發(fā)的幾個(gè)基點(diǎn)，看別人代碼越看越糊涂的。一會(huì)NSThread、一會(huì)*****、block等等。。。Apple封裝了很多線程的api, down to core多線程的結(jié)構(gòu)基本是
可以看到在多線程開發(fā)中你可以選擇這幾種不同的方式。Mach是最和心的操作系統(tǒng)部分，你可以用但是沒必要，太累。
pthread靈活、輕巧，但是需要理論基礎(chǔ)還是開發(fā)復(fù)雜，最主要的POSIX開的線程不能使用cocoa根據(jù)apple文檔只在pthread下使用cocoa需要先detach at least one NSThread object. 這樣確定[NSThread isMultiThreaded]才可以使用。
NSThread是Mac OS 10.0后發(fā)布的多線程API較為高層，但是缺乏靈活性。
Grand Central Dispatch 10.6引入的開源多線程庫， *****介于pthread和NSThread之間。比NSThread更靈活，小巧但有不需要像pthread一樣考慮很多l(xiāng)ock的問題。而objective-c 2.0發(fā)布的新語法特性之一blocks也正是根據(jù)這種多線程需求推出的。
在你寫多線程代碼或者閱讀多線程代碼時(shí)候，心理先明確了這是那種。
2. thread和runloop造成的問題
其實(shí)thread和runloop放在以前開發(fā)者根本不太當(dāng)成一個(gè)問題。因?yàn)闆]有runtime能力，runloop就是固定的線程執(zhí)行l(wèi)oop。而現(xiàn)在cocoa開發(fā)新手搞不明白的太多了。 NSRunloop和NSThread啥關(guān)系？由于這個(gè)問題比較多，我單獨(dú)列到第4點(diǎn)里講解把。
3. thread和Reference Counting內(nèi)存管理造成的問題。
引用
線程里面的方法都要放到NSAutoreleasePool里面嗎
這類問題很常見，主要原因是 NSAutoreleasePool 到底是干什么用得不明白。 NSAutoreleasePool跟thread其實(shí)關(guān)系并不顯著，它提供一個(gè)臨時(shí)內(nèi)存管理空間，好比一個(gè)沙箱，確保不會(huì)有不當(dāng)?shù)膬?nèi)存分配泄露出來，在這個(gè)空間內(nèi)新分配的對(duì)象要向這個(gè)pool做一下注冊(cè)告訴：“pool，我新分配一塊空間了”。當(dāng)pool drain掉或者release，它里面分配過的內(nèi)存同樣釋放掉。可見和thread沒有很大關(guān)系。但是，我們閱讀代碼的時(shí)候經(jīng)常會(huì)看到，新開線程的函數(shù)內(nèi)總是以NSAutoreleasePool開始結(jié)束。這又是為什么呢！？ 因?yàn)閠hread內(nèi)恰好是最適合需要它的地方！ 線程函數(shù)應(yīng)該計(jì)算量大，時(shí)間長(supposed to be heavy)。在線程里面可能會(huì)有大量對(duì)象生成，這時(shí)使用autoreleasepool管理更簡(jiǎn)潔。所以這里的答案是，不一定非要在線程里放NSAutoreleasePool，相對(duì)的在cocoa環(huán)境下任意地方都可以使用NSAutoreleasePool。如果你在線程內(nèi)不使用NSAutoreleasePool，要記得在內(nèi)部alloc和relase配對(duì)出現(xiàn)保證沒有內(nèi)存泄露。
這里還有一個(gè)值得提出的是autorelease. NSObject為何會(huì)有autorelease這個(gè)方法? 它是根據(jù)什么auto的？
4. mainthread和secondary thread疑惑
引用
NSThread的detachNewThreadSelector和self的performSelectorOnMainThread方法有什么不同
5. Asynchronous（異步） vs. Synchronous（同步）
引用
我在一個(gè)view要顯示多張web圖片，我想問一下，我是應(yīng)該采用異步一個(gè)一個(gè)下載的方式，還是應(yīng)該采用多線程同時(shí)下載的方式，還是2個(gè)都用，那種方式好呢？
大家可以看一下這個(gè)問題。這句有一點(diǎn)在我看來是非常奇怪的，因?yàn)槲矣X得問問題的人并不理解同步異步是什么意思。"一個(gè)一個(gè)下載的方式"是同步的行為，“多線程同時(shí)下載”是異步的行為。 都搞混了把！
4. runloop
現(xiàn)在說說runloop為何會(huì)成為cocoa開發(fā)中迷惑的點(diǎn)。因?yàn)楹芏嘈率譀]有從動(dòng)態(tài)角度看它。 首先回想一下第2點(diǎn)介紹的runtime的概念。 接著我出一個(gè)題思考一下。
現(xiàn)在我有一個(gè)程序片段如下：
復(fù)制代碼
- - (void)myThread:(id)sender
- {
- NSAutoreleasePool *pool=[[NSAutoreleasePool alloc] init];
- while (TRUE) {
-
- //do some jobs
- //break in some condition
-
- usleep(10000);
-
- [pool drain];
- }
-
- [pool release];
- }
|
現(xiàn)在要求，做某些設(shè)計(jì)，使得當(dāng)這個(gè)線程運(yùn)行的同時(shí)，還可以從其它線程里往它里面隨意增加或去掉不同的計(jì)算任務(wù)。 這，就是NSRunloop的最原始的開發(fā)初衷。讓一個(gè)線程的計(jì)算任務(wù)更加靈活。 這個(gè)功能在c, c++里也許可以做到但是非常難，最主要的是因?yàn)檎Z言能力的限制，以前的程序員很少這么去思考。
好，現(xiàn)在我們對(duì)上面代碼做一個(gè)非常簡(jiǎn)單的進(jìn)化：
復(fù)制代碼
- NSMutableArray *targetQueue;
- NSMutableArray *actionQueue;
- - (void)myThread:(id)sender
- {
- NSAutoreleasePool *pool=[[NSAutoreleasePool alloc] init];
- while (TRUE) {
-
- //do some jobs
- //break in some condition
- int n=[targetQueue count];
- assert(n==[actionQueue count]);
- for(int i=0;i<n;i++){
- id target=[targetQueue objectAtIndex:i];
- SEL action=NSSelectorFromString([actionQueue objectAtIndex:i]);
- if ([target respondsToSelector:action]) {
- [target performSelector:action withObject:nil];
- }
- }
-
- usleep(10000);
-
- [pool drain];
- }
-
- [pool release];
- }
|
注意，這里沒有做線程安全處理，記住Mutable container is not thread safe.
這個(gè)簡(jiǎn)單的擴(kuò)展，讓我們看到了如何利用runtime能力讓線程靈活起來。當(dāng)我們從另外線程向targetQueue和actionQueue同時(shí)加入對(duì)象和方法時(shí)候，這個(gè)線程函數(shù)就有了執(zhí)行一個(gè)額外代碼的能力。
但，有人會(huì)問，哪里有runloop? 那個(gè)是 nsrunloop? 看不出來啊。
復(fù)制代碼
- while (TRUE) {
- //break in some condition
- }
|
一個(gè)線程內(nèi)這個(gè)結(jié)構(gòu)就叫線程的runloop, 它和NSRunloop這個(gè)類雖然名字很像，但完全不是一個(gè)東西。以前在使用靜態(tài)語言開始時(shí)候，程序員沒有什么迷惑，因?yàn)闆]有NSRunloop這個(gè)東西。 我接著來說，這個(gè)NSRunloop是如何來得。
第二段擴(kuò)展代碼里面確實(shí)沒有NSRunloop這個(gè)玩意兒，我們接著做第3次改進(jìn)。 這次我們的目前是把哪個(gè)動(dòng)態(tài)部分抽象出來。
5. delegate, protocol
這個(gè)會(huì)列出來因?yàn)椋腋杏X問它的數(shù)量?jī)H此于內(nèi)存管理部分，它們用得很頻繁，并且它們是多鐘設(shè)計(jì)模式的重要組成部分。
6. responder chain
7. Memory Reference Counting(RC) & Automatic Reference Counting(ARC)
這個(gè)也許是問得最多的問題了吧。所有這些問題往往來源于3個(gè)地方，1、不了解底層機(jī)制；2、沒有吃透規(guī)則； 3、不了解常用container的Reference Counting特性,或著說沒有下功夫去看對(duì)應(yīng)文檔。
１. 底層機(jī)制
大家是否知道從舊時(shí)代的RC到ARC機(jī)制到底意味著什么呢？ 為什么ARC從開發(fā)速度，到執(zhí)行速度和穩(wěn)定性都要優(yōu)于rc？
開發(fā)速度不言而喻，你少寫很多release代碼，甚至很少去操心這部分。
執(zhí)行速度呢？這個(gè)還要從runtime說起，還記得我在第２點(diǎn)說得一句話么：“Runtime is everything between your each function call.”
RC是一個(gè)古老的內(nèi)存管理哲學(xué)，誰分配誰釋放。通過counting來計(jì)數(shù)到底該資源有幾個(gè)使用者。道理很簡(jiǎn)單，但是往往簡(jiǎn)單的東西人卻會(huì)犯錯(cuò)。從來沒有一個(gè)程序員可以充滿信心的說，我寫得代碼從來沒有過內(nèi)存泄露。這樣來看，我們就更需要讓程序可以自己處理這個(gè)管理機(jī)制，這就需要把這個(gè)機(jī)制放到runtime里。
所以RC->ARC就是把內(nèi)存管理部分從普通開發(fā)者的函數(shù)中移到了函數(shù)外的runtime中。因?yàn)閞untime的開發(fā)原型簡(jiǎn)單，邏輯層次更高，所以做這個(gè)開發(fā)和管理出錯(cuò)的概率更小。實(shí)際上編譯器開發(fā)人員對(duì)這部分經(jīng)過無數(shù)次測(cè)試，所以可以說用arc幾乎不會(huì)出錯(cuò)。另外由于編譯的額外優(yōu)化，使得這個(gè)部分比程序員自己寫得代碼要快速很多。而且對(duì)于一些通用的開發(fā)模式，例如autorelease對(duì)象，arc有更優(yōu)秀的算法保證autoreleasepool里的對(duì)象更少。
2. RC規(guī)則
首先說一下rc是什么，r-Reference參照，引用 c-counting計(jì)數(shù), rc就是引用計(jì)數(shù)。俗話說就是記錄使用者的數(shù)量。 例如現(xiàn)在我有一個(gè)房間空著，大家可以進(jìn)去隨意使用，但是你進(jìn)門前，需要給門口的計(jì)數(shù)牌子+1, 出門時(shí)候-1。 這時(shí)候這個(gè)門口的牌子就是該房間里的人數(shù)。一但這個(gè)牌子變?yōu)椋拔揖涂梢园逊块g關(guān)閉。
這個(gè)規(guī)則可以讓NSObject決定是不是要釋放內(nèi)存。當(dāng)一個(gè)對(duì)象alloc時(shí)候，系統(tǒng)分配其一塊內(nèi)存并且object自動(dòng)計(jì)數(shù)retainCount=1 這時(shí)候每當(dāng)[object retain]一次retainCount+1（這里雖然簡(jiǎn)寫也是rc不過是巧合或者當(dāng)時(shí)開發(fā)人員故意選的retain這個(gè)詞吧）每次[object release]時(shí)候retainCount-1 當(dāng)retainCount==0時(shí)候object就真正把這快內(nèi)存還給系統(tǒng)。
3. 常用container的Reference Counting特性
這個(gè)規(guī)則很簡(jiǎn)單把。但是這塊確實(shí)讓新手最頭疼的地方。 問題出在，新手總想去驗(yàn)證rc規(guī)則，又總是發(fā)現(xiàn)和自己的期望不符合。
無數(shù)次看到有人寫下如下句子
復(fù)制代碼
- NSLog(@"%d",[object retainCount]);
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復(fù)制代碼
- while([object retainCount]>0){
- [object release];
- }
|
當(dāng)然了，我也做過類似的動(dòng)作，那種希望一切盡在掌握中的心態(tài)。但是你會(huì)看到其他人告訴這么做完全沒有意義。rc does not work this way. 也許這樣的暴力釋放會(huì)起作用，但是retainCount并不是用來做這個(gè)的。每個(gè)數(shù)字意味著有其它對(duì)象引用該資源，這樣的暴力釋放很容易導(dǎo)致程序崩潰。這個(gè)數(shù)字也許并不是你心目中的哪個(gè)。因?yàn)槟愫茈y跟蹤到底哪些對(duì)象引用的該資源。你用代碼建立的資源不光只有你的代碼才會(huì)用到，你調(diào)用的各種Framework，F(xiàn)ramework調(diào)用的Framework，都有可能改變這個(gè)資源的retainCount. 所以去驗(yàn)證rc規(guī)則不是明智之舉。
你能做的就是理解規(guī)則，使用規(guī)則，讀文檔了解container的引用特性。或者干脆移到arc上面，讓runtime環(huán)境處理這些問題。
最后說一下不用arc的情況。目前情況來看，有不少第三方的庫并未支持arc，所以如果你的舊項(xiàng)目使用了這些庫，請(qǐng)檢查是否作者發(fā)布了新版本，或者你需要自己修正支持arc。
8. class heritage
9. English
10. Just trying to be smart
其實(shí)剩下這個(gè)有好幾點(diǎn)要說，但綜合一下把。思路有些相似
例如剛看到這個(gè)問題：
引用
現(xiàn)在有A ＊a；A＊b
[NSMutableArray addObject : a];
[NSMutableArray replaceObjectAtIndex:0 withObject:b]
執(zhí)行完這兩個(gè)之后，拿可變數(shù)組里面的0 的位置 就是b元素了，那這個(gè)時(shí)候a到哪里去了？？是否還占用著內(nèi)存，如果占用內(nèi)存的話，又如何去釋放？？
It's kind of silly. 我并不是想諷刺問問題的朋友。其實(shí)如果你真的了解了上面這些知識(shí)點(diǎn)，就不會(huì)再問這種問題的。 為什么不多思考一層呢，在問這個(gè)問題之前想想，到底為什么會(huì)問出這個(gè)問題？ ”如果讓你給NSMutableArray實(shí)現(xiàn)一個(gè)replaceObjectAtIndex函數(shù)你會(huì)怎么寫？“ 難道連個(gè)[obj release]都考慮不到么？然后根據(jù)ARC，它到底釋放了沒不言自明了把。
其實(shí)這種問題論壇里很多的。不妨在迷惑的時(shí)候，先問問自己為什么會(huì)迷惑。
(1)這里其實(shí)很有意思，為何我用“更高層次思考”，而不是“更底層次”。作為一個(gè)編譯器和語言開發(fā)人員，面對(duì)的問題確實(shí)更底層沒錯(cuò)，但是他們思考的維度更高，更抽象，這樣子。一個(gè)不算恰當(dāng)?shù)谋确骄秃孟褚粋€(gè)三維世界的人處理二維世界的一條線的問題。
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