面试题：Objective-C属性访问器方法命名语法规则 - 底层原理与优化

Question

阐述Objective-C属性访问器方法命名语法规则在runtime层面的实现原理。假设在一个性能敏感的应用中，有一个频繁读写的自定义类型属性customProperty，如何基于属性访问器方法命名语法规则，对其读写操作进行优化以提升性能，同时要保证内存管理的正确性，详细说明思路及实现步骤。

Answer 1

1. Objective - C属性访问器方法命名语法规则在runtime层面的实现原理

在Objective - C中，属性（property）通过访问器方法（accessor methods）来实现对实例变量的访问。属性访问器方法分为getter（获取值）和setter（设置值）方法。

• 命名规则：

  • Getter方法：对于非布尔类型属性，默认getter方法名为属性名，例如属性customProperty，其默认getter方法为- (CustomType)customProperty。对于布尔类型属性，若属性名以is开头，默认getter方法名为属性名，否则getter方法名前缀为is，例如isValid属性，其getter方法为- (BOOL)isValid。
  • Setter方法：默认setter方法名为set加上属性名首字母大写，例如customProperty属性，其setter方法为- (void)setCustomProperty:(CustomType)newValue。

• runtime层面实现：在runtime中，编译器会自动为属性生成对应的访问器方法实现代码。当通过点语法或者直接调用访问器方法访问属性时，runtime会根据方法名查找对应的实现。例如，当调用self.customProperty时，runtime会查找- (CustomType)customProperty方法；当调用self.customProperty = value时，runtime会查找- (void)setCustomProperty:(CustomType)value方法。runtime通过类的方法列表来查找方法的实现，如果类本身没有找到对应的方法，会沿着继承体系向上查找。

2. 对频繁读写的customProperty属性进行优化思路及实现步骤

优化思路

• 减少方法调用开销：方法调用在Objective - C中涉及到runtime的消息发送机制，存在一定的开销。对于频繁读写的属性，可以考虑直接访问实例变量来减少方法调用。
• 正确的内存管理：在直接访问实例变量时，要确保内存管理的正确性。如果customProperty是对象类型，需要遵循内存管理规则（ARC或MRC）。

实现步骤

假设CustomType是一个对象类型，并且项目使用ARC（自动引用计数）。

• 直接访问实例变量：在类的实现文件中，可以直接访问实例变量。如果没有显式声明实例变量，编译器会自动为属性生成一个带下划线的实例变量，例如_customProperty。

@interface MyClass : NSObject
@property (nonatomic, strong) CustomType *customProperty;
@end

@implementation MyClass
// 优化后的读操作
- (CustomType *)customProperty {
    return _customProperty;
}
// 优化后的写操作
- (void)setCustomProperty:(CustomType *)newValue {
    if (_customProperty != newValue) {
        _customProperty = newValue;
    }
}
@end

在上述代码中，读操作直接返回实例变量_customProperty，写操作先检查新值与旧值是否相同，避免不必要的赋值，从而提高性能。同时，由于使用ARC，内存管理由编译器自动处理，保证了内存管理的正确性。

如果项目使用MRC（手动引用计数），则需要在setter方法中手动管理内存：

@implementation MyClass
// 优化后的读操作
- (CustomType *)customProperty {
    return _customProperty;
}
// 优化后的写操作
- (void)setCustomProperty:(CustomType *)newValue {
    if (_customProperty != newValue) {
        [_customProperty release];
        _customProperty = [newValue retain];
    }
}
- (void)dealloc {
    [_customProperty release];
    [super dealloc];
}
@end

在MRC下，setter方法中对旧值调用release，对新值调用retain，在dealloc方法中释放_customProperty，确保内存管理的正确性。