面试题答案
一键面试1. Objective-C运行时机制与C++底层实现对性能的相互影响
- Objective-C运行时消息发送机制：Objective-C是动态语言，方法调用在运行时通过消息发送机制来确定具体执行的方法。在混合开发中，频繁的消息发送会带来额外开销，如查找方法的SEL，在类的方法列表甚至父类方法列表中搜索IMP等操作。
- C++虚函数表：C++的虚函数表是在编译时确定的，通过对象的虚指针直接调用虚函数，效率较高。当Objective-C对象与C++对象交互时，如果频繁地在两者之间进行方法调用转换，会破坏C++虚函数表的直接调用优势，增加开销。
- C++模板实例化：模板实例化发生在编译期，通过生成具体类型的代码来提高效率。但在Objective-C++混合开发中，如果模板实例化的代码与Objective-C的动态特性频繁交互，可能会导致代码膨胀，因为编译器需要为不同的模板实例生成大量代码，增加了二进制文件大小和编译时间，间接影响运行时性能。
2. 性能优化策略及原理
- 减少跨语言边界调用：
- 原理：跨Objective-C与C++边界的调用涉及到运行时机制和底层实现方式的切换，会带来额外开销。减少这种调用可以避免频繁的消息发送与虚函数表查找的转换。例如，将相关功能尽可能封装在同一语言模块内，若某些功能可以完全用C++实现，就避免从Objective-C频繁调用C++方法，反之亦然。这样可以充分利用C++的编译期优化（如虚函数表直接调用）或Objective-C运行时的优势，而不是在两者之间频繁切换。
- 使用C++特性替代部分Objective-C动态特性：
- 原理：对于一些对性能敏感且不需要Objective-C动态特性的场景，可以使用C++的特性替代。例如，使用C++的函数重载替代Objective-C的动态方法解析。C++函数重载在编译期就确定了调用的函数，避免了Objective-C运行时消息发送的开销。又如，对于一些固定类型的集合操作，可以使用C++的标准模板库（STL）容器替代Objective-C的集合类，利用STL在编译期生成高效代码的优势，减少运行时开销。
- 优化Objective-C运行时缓存：
- 原理：Objective-C运行时会缓存已调用方法的IMP。在混合开发中，确保缓存命中率的提高可以减少消息发送的开销。可以通过合理设计类的继承结构和方法调用频率，避免频繁调用不同类中具有相同SEL的方法，因为这可能导致缓存冲突。例如，将常用方法集中在少数几个类中，使得运行时缓存更有效地发挥作用，减少每次消息发送时查找IMP的时间。
3. 不同平台上优化策略的差异
- iOS平台：
- 内存限制：iOS设备的内存相对有限，在使用C++模板实例化时，更需要关注代码膨胀问题，因为过多的模板实例代码可能导致内存占用过高，引发性能问题。所以在iOS上，对于模板的使用应更加谨慎，尽量减少不必要的模板实例化。
- 图形处理：iOS平台以图形界面应用为主，Objective-C在与UIKit框架结合方面有天然优势。在优化时，对于涉及UI操作的部分，应优先保证Objective-C的运行时性能，同时注意与底层C++图形处理代码（如OpenGL相关代码）的交互优化，减少跨语言边界调用在图形渲染循环中的出现频率。
- macOS平台：
- 多核利用：macOS设备通常具有多核处理器，在C++代码优化时，可以更好地利用多线程技术进行并行计算。例如，对于一些计算密集型的C++模块，可以使用C++11的线程库或OpenMP等框架进行并行化处理。而Objective-C在多线程编程方面相对复杂，在混合开发中，要注意协调Objective-C的主线程与C++多线程之间的关系，避免资源竞争和死锁。
- 应用类型：macOS应用类型更加多样化，包括一些大型桌面应用和服务器应用。对于这些应用，在优化时可能更注重整体架构的性能，如合理划分Objective-C和C++模块的功能边界，以适应不同应用场景下的性能需求，相比iOS可能更强调代码的模块化和可扩展性，在优化策略实施时要综合考虑这方面因素。