iOS常见问题总结与解答（5）

开发过程中常用到哪些定时器，定时器时间会有误差吗，如果有，为什么会有误差？

在iOS开发中，常用的定时器包括NSTimer、CADisplayLink和DispatchSourceTimer。

1. NSTimer：它是Foundation框架提供的一种定时器机制。可以通过指定时间间隔和目标对象来创建一个重复或单次触发的定时器。

2. CADisplayLink：它是CoreAnimation框架提供的定时器，用于和屏幕的刷新率同步。通常用于需要以屏幕刷新频率进行精确更新的动画操作。

3. DispatchSourceTimer：它是Grand Central Dispatch (GCD) 提供的一种定时器实现。可以创建一个高精度的定时器，可以在主队列或自定义队列上执行。

关于定时器时间误差的问题，定时器的触发时间可能会有一定的误差。这是由于多种因素导致的，包括系统负载、调度延迟和定时器本身的实现机制等。

1. 系统负载：如果系统负载较重，例如同时运行多个耗时任务，定时器触发可能会受到延迟。系统会优先处理其他任务，导致定时器触发时间推迟。

2. 调度延迟：定时器的触发需要经过系统的调度和处理。在这个过程中可能会存在一些延迟，尤其是当系统忙碌时。这些延迟会导致定时器的触发时间与预期有一定的误差。

3. 定时器实现机制：不同的定时器实现机制对于时间的处理方式也不同，可能会引入一定的误差。例如，基于NSTimer的定时器在主线程运行时，可能会受到主线程其他操作的影响，导致触发时间不准确。

当涉及到定时器的时间精度和误差时，以下是一些更详细的信息：

1. NSTimer的时间误差：NSTimer是基于运行循环（run loop）的定时器，它的触发时间可能会受到运行循环模式、运行循环优先级、任务队列等因素的影响。在默认的运行循环模式下，NSTimer的触发时间可能会受到其他任务（例如UI事件、网络请求等）的影响，导致触发时间有一定的误差。此外，如果在主线程上执行耗时操作，也会对NSTimer的准确性产生影响。

2. CADisplayLink的时间精度：CADisplayLink是与设备屏幕刷新率同步的定时器，每次屏幕刷新时触发。它的时间精度通常是比较高的，因为它能够以每秒60次（60Hz）的频率触发。但是，即使是CADisplayLink也可能受到某些因素的影响而产生一定的误差，例如系统负载或其他耗时任务的执行。

3. DispatchSourceTimer的时间精度：DispatchSourceTimer是基于Grand Central Dispatch (GCD) 的定时器，它提供了更高精度的定时器功能。可以通过指定leeway参数来控制定时器的精度。leeway值越小，定时器的触发时间越接近预期，但也可能增加系统负载。需要根据实际需求和性能要求来选择合适的leeway值。

总体而言，定时器的时间误差是难以完全避免的，尤其在复杂的系统环境中。应用程序的性能、系统负载、其他任务和操作等都会对定时器的准确性产生影响。在开发过程中，可以采取以下措施来处理定时器误差：

• 使用合适的定时器类型：根据需求选择合适的定时器类型，例如需要高精度的定时器可以选择CADisplayLink或DispatchSourceTimer。

• 考虑时间容忍范围：对于某些应用场景，可能可以容忍一定的时间误差。在设计定时器相关的逻辑时，可以根据实际需求和情况，设置一个合理的时间容忍范围。

• 避免在主线程上执行耗时操作：将耗时操作放在后台线程上执行，可以减小主线程的负载，提高定时器的准确性。

• 测试和优化：在开发过程中，可以进行测试和优化，通过监测定时器的触发时间和性能表现，逐步优化代码，减小误差。

代码示例：

1. 使用NSTimer：

// 创建一个重复触发的NSTimer
let timer = Timer.scheduledTimer(withTimeInterval: 1.0, repeats: true) { timer in
    // 定时器触发时执行的代码
    print("NSTimer triggered!")
}

// 停止定时器
timer.invalidate()

2. 使用CADisplayLink：

// 创建一个CADisplayLink
let displayLink = CADisplayLink(target: self, selector: #selector(update))

// 设置显示屏刷新时触发的方法
@objc private func update(_ displayLink: CADisplayLink) {
    // 定时器触发时执行的代码
    print("CADisplayLink triggered!")
}

// 将CADisplayLink添加到运行循环中
displayLink.add(to: .main, forMode: .default)

// 停止定时器
displayLink.invalidate()

3. 使用DispatchSourceTimer：

// 创建一个DispatchSourceTimer
let timer = DispatchSource.makeTimerSource()

// 设置时间间隔和队列
let interval = DispatchTimeInterval.seconds(1)
let queue = DispatchQueue.global()

// 设置定时器触发时执行的代码
timer.setEventHandler {
    print("DispatchSourceTimer triggered!")
}

// 启动定时器
timer.schedule(deadline: .now(), repeating: interval, leeway: .never)
timer.resume()

// 停止定时器
timer.cancel()

这些代码示例展示了在不同的定时器实现中如何创建定时器、设置触发时间和执行的代码，以及如何停止定时器。

NSTimer、CADisplayLink会产生循环引用吗？如果会，你是如何解决的？

如果直接使用，会产生循环引用问题。可以增加一个中间类，给这个类添加一个用weak修饰的id 类型target属性，并重写中间类的消息转发方法。实现如下代码:

声明文件.h：

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface LXProxy : NSProxy
+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target;

@end

复制

实现文件.m

#import "LXProxy.h"

@interface LXProxy ()

/** weak target*/
@property (nonatomic, weak) id target;

@end

@implementation LXProxy

+ (instancetype)proxyWithTarget:(id)target{
    LXProxy *proxy = [LXProxy alloc];
    proxy.target = target;
    return proxy;
}

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel{
   return [self.target methodSignatureForSelector:sel];
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation{
    [invocation invokeWithTarget:self.target];
}

@end

调用代码：

 _timer = [NSTimer scheduledTimerWithTimeInterval:2 target:[LXProxy proxyWithTarget:self] selector:@selector(test) userInfo:nil repeats:YES];

UIView和CALayer有了解吗，UI卡顿原因是什么？

UIView是用户界面中的可视化元素，它负责处理视图的布局、绘制和事件处理等任务。每个UIView对象都有关联的CALayer对象，CALayer负责实际的绘制和动画。

CALayer是Core Animation框架的一部分，它是一种轻量级的对象，用于管理视图层次结构中的可视内容。CALayer负责处理视图的渲染、动画和变换等任务，它提供了一些属性和方法来控制视图的外观和行为。

UI卡顿是指用户界面的响应性下降，导致界面动画不流畅，用户交互的响应延迟等。UI卡顿的原因可以有多种，以下是一些可能的原因：

1. 复杂的视图层次结构：如果视图层次结构非常复杂，视图嵌套层级过深，会增加渲染和布局的工作量，导致性能下降。

2. 频繁的布局计算：当视图的布局需要频繁计算时，比如在滚动视图中，自动布局系统需要不断重新计算和调整视图的位置和大小，这可能会导致性能问题。

3. 绘制过程中的耗时操作：如果视图的绘制过程中包含复杂的绘制操作或者频繁的重绘，会增加CPU的负载，导致界面卡顿。

4. 频繁的视图更新和动画：如果视图频繁地进行更新和动画操作，比如改变视图的位置、大小、透明度等属性，会导致界面卡顿。

5. 主线程阻塞：如果在主线程上执行了耗时的操作，比如网络请求、大量数据的处理等，会阻塞主线程的运行，导致界面无法及时响应用户的操作。

为了解决UI卡顿问题，可以采取以下措施：

1. 异步绘制和布局：为了避免在主线程上执行耗时的绘制和布局操作，可以使用异步绘制和布局机制。在iOS中，可以使用异步绘制的技术，如drawRect()方法中的draw(in:)方法、CALayerDelegate的异步绘制方法等，将绘制操作放在后台线程进行。同样，可以使用自动布局引擎的异步布局功能，如UIView的layoutIfNeeded()方法在异步线程上执行布局计算。这样可以减轻主线程的负担，提高界面的响应性。

2. 减少视图重绘：视图的重绘是一项开销较大的操作，特别是在频繁更新视图属性或进行复杂绘制时。为了减少重绘，可以使用以下方法：

   • 避免频繁调用setNeedsDisplay()或setNeedsLayout()方法，尽量合并多个更新操作。
   • 使用CALayer的shouldRasterize属性将视图的内容缓存为位图，减少重绘次数。
   • 使用CAShapeLayer代替CALayer进行复杂的绘制，因为CAShapeLayer采用矢量绘制，性能更高。
   • 对于静态内容，可以使用预渲染技术，将内容绘制到位图上，并将位图作为视图的背景。

3. 合理使用动画：动画效果可以增加界面的交互性和吸引力，但过多或复杂的动画会增加CPU和GPU的负载，导致卡顿。为了避免这种情况，可以考虑以下建议：

   • 使用硬件加速的Core Animation动画，如基于CALayer的属性动画，而不是逐帧动画。
   • 避免在大量视图上同时应用复杂的动画效果。
   • 对于复杂的过渡动画，可以使用基于CATransition的动画效果，而不是手动更新视图属性。

4. 主线程优化：主线程是处理UI事件和界面更新的关键线程，如果主线程被阻塞，会导致界面卡顿。为了优化主线程的性能，可以考虑以下方法：

   • 将耗时的操作（如网络请求、文件读写、图像处理等）放在后台线程执行，避免阻塞主线程。
   • 使用多线程编程技术，如GCD（Grand Central Dispatch）或Operation Queue，将不同类型的任务分发到合适的线程执行。
   • 避免在主线程上进行大量的计算或数据处理操作，可以将这些操作分批处理，或者使用延迟执行的方式，以减少对主线程的影响。

5. 使用性能分析工具：为了更好地了解和解决UI卡顿问题，可以使用性能分析工具来监测应用程序的性能瓶颈。例如，在iOS开发中，可以使用Instruments工具中的Time Profiler、CPU Profiler、Core Animation等工具来识别性能瓶颈，并找出导致卡顿的具体原因。通过分析性能数据，可以有针对性地进行优化和改进。

需要注意的是，UI卡顿问题可能与具体的应用程序和环境有关，因此解决方案可能因情况而异。在开发过程中，建议综合考虑，并根据具体情况进行优化和改进，以提高应用程序的性能和用户体验。

对Runtime有了解吗，Runtime的方法查找过程是什么样的？有哪些实际应用？

在iOS开发中，Objective-C Runtime是一个运行时系统，它提供了一组API来支持Objective-C语言的动态特性。它允许开发人员在运行时通过代码操作类、对象和方法，而不仅仅是在编译时。

在Runtime中，方法查找是通过消息传递机制来实现的。当调用一个方法时，Runtime会根据方法的选择器（Selector）在类的方法列表中查找对应的实现。如果找到了匹配的方法，就会执行该方法；如果没有找到，Runtime会通过一系列的查找和调用机制，尝试找到合适的方法实现或执行默认的处理方式。

方法查找的过程大致如下：

1. 首先，Runtime会在对象所属的类的方法列表中查找与选择器相匹配的方法实现。如果找到了匹配的方法，就会执行该方法。

2. 如果在类的方法列表中没有找到匹配的方法实现，Runtime会沿着类的继承链向上查找，直到找到匹配的方法实现或到达根类（如NSObject）为止。

3. 如果在类及其父类的方法列表中都没有找到匹配的方法实现，Runtime会调用+resolveInstanceMethod:或+resolveClassMethod:方法，给开发者一个动态添加方法的机会。

4. 如果开发者在+resolveInstanceMethod:或+resolveClassMethod:方法中未添加方法实现，Runtime会继续执行消息转发流程。

5. 消息转发分为两个阶段：首先，Runtime会调用-forwardingTargetForSelector:方法，允许开发者指定一个对象来接收该消息。如果返回了一个非nil的对象，Runtime会将消息转发给该对象，让其处理。其次，如果上一步没有成功，Runtime会调用-methodSignatureForSelector:方法获取方法的签名，然后调用-forwardInvocation:方法将消息封装成NSInvocation对象，并将其传递给其他对象处理。

6. 如果以上步骤仍未找到能够处理消息的对象，Runtime会触发未知方法处理机制，通过-doesNotRecognizeSelector:方法抛出异常或执行其他自定义的操作。

Objective-C Runtime的方法查找过程允许开发人员在运行时为对象动态添加方法、交换方法实现、替换方法实现等，从而实现一些高级的编程技巧和功能。

一些实际应用包括：

1. 动态方法解析：通过Runtime的方法查找过程，可以在运行时动态添加方法，实现一些动态特性和行为。

2. 方法交换：利用Runtime的方法查找和交换机制，可以交换类中的两个方法的实现，实现方法的替换和增强。

3. 消息转发：通过Runtime的消息转发机制，可以将无法处理的消息转发给其他对象，实现灵活的消息处理和分发。

4. 关联对象：利用Runtime的关联对象机制，可以在运行时为现有的类添加关联属性，扩展其功能。

5. 动态创建类和对象：Runtime提供了创建和操作类和对象的API，可以在运行时动态创建类和对象，实现类似于动态代理等功能。

以下是更多信息和相关概念：

1. 类与对象的运行时表示：在Objective-C Runtime中，类和对象都有对应的运行时表示。每个类在运行时都有一个与之关联的Class对象，用于描述类的信息，包括方法列表、属性、实例变量等。而每个对象在运行时都有一个与之关联的isa指针，指向其所属的类。

2. 方法的运行时表示：Objective-C中的方法在运行时由Method结构体表示，包含方法的选择器（Selector）和方法的实现（IMP）。选择器是方法名的唯一标识符，而IMP是指向方法实现代码的函数指针。

3. 方法交换（Method Swizzling）：Runtime允许开发者在运行时交换类中的两个方法的实现。这一技术常用于在不修改源代码的情况下修改类的行为，实现方法的替换和增强。但需要谨慎使用，避免引入混乱和复杂性。

4. 关联对象（Associated Objects）：Runtime提供了关联对象的机制，允许开发者为现有的类添加关联属性。通过这个机制，可以在运行时为对象动态添加属性，而无需修改类的声明或继承关系。

5. 动态方法解析（Dynamic Method Resolution）：当Runtime在方法查找过程中找不到匹配的方法实现时，会触发动态方法解析机制。开发者可以通过实现+resolveInstanceMethod:或+resolveClassMethod:方法，在运行时动态添加方法的实现。

6. 消息转发（Message Forwarding）：当Runtime在动态方法解析后仍然找不到方法实现时，会触发消息转发机制。开发者可以通过实现-forwardingTargetForSelector:、-methodSignatureForSelector:和-forwardInvocation:等方法，将消息转发给其他对象处理。这为实现代理、消息转发链和消息转发中间件等提供了灵活的机制。

7. 类的动态创建与修改：Objective-C Runtime允许在运行时动态创建类和对象，以及修改已有类的属性、方法等。这为一些特殊需求和高级编程技巧提供了支持，如动态代理、动态子类化等。

8. 使用Runtime进行调试和探索：Runtime提供了一些调试和探索工具和函数，可以用于动态查看类的信息、方法调用流程、动态调试等。这些工具和函数对于理解和分析Objective-C运行时行为很有帮助。

Objective-C Runtime为开发者提供了强大的动态编程能力，使得在运行时修改类和对象的行为成为可能。然而，使用Runtime时需要小心谨慎，确保正确使用和遵循规范，以避免引入难以调试和维护的代码。

HTTPS和HTTP有什么区别，HTTPS加密过程是什么样的，对称加密和非对称解密各有什么优缺点？

HTTPS（Hypertext Transfer Protocol Secure）是一种安全的通信协议，用于在网络上传输加密的数据。与HTTP相比，HTTPS通过使用加密技术来提供更高的数据传输安全性。

区别：

1. 安全性：HTTP是明文传输协议，数据在网络上传输时不加密，容易被窃听和篡改。而HTTPS使用SSL（Secure Socket Layer）或TLS（Transport Layer Security）协议对通信进行加密，确保数据在传输过程中的机密性和完整性。

2. 加密方式：HTTP不提供任何加密机制，而HTTPS使用加密技术来保护数据。HTTPS使用对称加密和非对称加密相结合的方式，确保数据的保密性和安全性。

HTTPS加密过程：

1. 客户端发送HTTPS请求到服务器，并请求建立安全连接。

2. 服务器将自己的公钥发送给客户端。

3. 客户端验证服务器的证书有效性，并生成一串随机的对称加密密钥（Session Key）。

4. 客户端使用服务器的公钥对Session Key进行加密，并发送给服务器。

5. 服务器使用私钥解密客户端发送的加密的Session Key。

6. 客户端和服务器都获得了相同的Session Key，之后的通信将使用对称加密算法（如AES）来加密和解密数据。

7. 客户端和服务器之间的通信使用Session Key进行加密和解密，确保数据的机密性和完整性。

对称加密和非对称加密的优缺点：

对称加密：

• 优点：对称加密算法计算速度快，加密解密效率高，适合大量数据的加密和解密操作。
• 缺点：对称加密算法使用相同的密钥进行加密和解密，密钥需要在通信双方之间共享，容易被截获和破解。

非对称加密：

• 优点：非对称加密使用公钥加密、私钥解密，安全性较高，密钥对中的私钥保密性要求较高，不易被破解。
• 缺点：非对称加密算法计算速度相对较慢，密钥长度较长，占用较大的存储空间，不适合对大量数据进行加密和解密操作。

为了兼顾对称加密和非对称加密的优点，HTTPS使用非对称加密算法（如RSA）来安全地交换对称加密算法所需的密钥，然后使用对称加密算法来加密实际的数据传输，从而保证了安全性和效率的平衡。

TCP和UDP有什么区别，TCP是可靠传输吗，如何保证其可靠性？

TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）是互联网协议族中的两个主要传输层协议。它们有以下区别：

1. 连接导向 vs. 无连接：TCP是一种连接导向的协议，它在通信双方建立连接之后进行可靠的数据传输。UDP是一种无连接的协议，通信双方之间没有先建立连接，直接进行数据传输。

2. 可靠性 vs. 速度：TCP提供可靠的数据传输，确保数据按照发送顺序到达目的地，并进行错误检测和重传机制。UDP则更加注重传输速度，不提供数据可靠性和重传机制，因此速度更快，但数据可能会丢失、重复或乱序。

3. 流式传输 vs. 数据报传输：TCP提供面向流的传输，它将数据视为连续的字节流。UDP则是一种数据报传输协议，它将数据划分为较小的数据报进行传输。

关于TCP的可靠性，TCP通过以下机制来保证数据传输的可靠性：

1. 序列号和确认应答：每个TCP报文段都包含一个序列号，用于标识报文段在数据流中的位置。接收方会发送确认应答，告知发送方已经成功接收到数据。

2. 数据重传：如果发送方没有收到确认应答，会进行定时重传，确保数据可靠传输。

3. 滑动窗口：TCP使用滑动窗口机制来控制发送方和接收方之间的数据流量。它允许发送方连续发送多个报文段，而不需要等待确认应答，从而提高传输效率。

4. 拥塞控制：TCP具有拥塞控制机制，它通过动态调整发送速率来避免网络拥塞。当网络拥塞时，TCP会减少发送速率，确保网络的稳定性。

这些机制使得TCP能够在不可靠的网络环境中提供可靠的数据传输。然而，这也导致TCP的传输效率相对较低，尤其在高延迟或丢包较多的网络环境中。因此，根据应用程序的需求，选择适合的协议（TCP或UDP）非常重要。 例如，在高延迟或丢包较多的网络环境中，TCP的重传机制可能会导致较长的传输延迟。此外，TCP的连接建立和维护过程也需要一定的时间和资源。因此，对于某些特定的应用场景，如实时游戏和实时通信应用，UDP可能更合适，因为它更注重传输速度和实时性。在选择协议时，需要考虑应用程序的需求和网络环境的特点。