ISA 详解

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一. 认识ISA指针

isa:是一个Class 类型的指针. 每个实例对象有个isa的指针,他指向对象的类,而Class里也有个isa的指针, 指向meteClass(元类)。

OC中的所有的对象可分类三种类型:

  1. 实例对象(instance)
  2. 类对象(class)
  3. 元类对象(mate-class)

1. isa指针:

  • 实例对象的isa指向类对象;
  • 类对象的isa指向元类对象;
  • 元类对象的isa指向基类的元类对象;

2. superclass指针:

  • 类对象的superclass指向其父类类对象;
    如果没有父类,superclass指针为nil;
  • 元类对象的superclass指向其父类类对象;
    基类的元类对象的superclass指向基类的类对象;

3. 方法查找:

// 这里暂时忽略cache查找

  • 对象方法的查找轨迹;
    通过实例对象的isa指针找到对应的类对象,在类对象的method_list中查找,方法不存在,就通过superclass在父类中查找;
  • 类方法的查找轨迹;
    通过类对象的isa指针找到对应的元类对象,在元类对象的method_list中查找,方法不存在,就通过superclass在父类中查找;

二. ISA本质

1. ISA历史

在arm64架构之前,isa就是一个普通的指针,存储着Class、Meta-Class对象的内存地址;
从arm64架构开始,对isa进行了优化,变成了一个共用体(union)结构,还使用位域来存储更多的信息;

union isa_t {
    isa_t() { }
    isa_t(uintptr_t value) : bits(value) { }

    Class cls;
    uintptr_t bits;
#if defined(ISA_BITFIELD)
    struct {
      uintptr_t nonpointer        : 1;                                         
      uintptr_t has_assoc         : 1;                                         
      uintptr_t has_cxx_dtor      : 1;                                         
      uintptr_t shiftcls          : 44; /*MACH_VM_MAX_ADDRESS 0x7fffffe00000*/ 
      uintptr_t magic             : 6;                                         
      uintptr_t weakly_referenced : 1;                                         
      uintptr_t deallocating      : 1;                                         
      uintptr_t has_sidetable_rc  : 1;                                         
      uintptr_t extra_rc          : 8
    };
#endif
};

2. ISA 位域解释

  • nonpointer
    0,代表普通的指针,存储着Class、Meta-Class对象的内存地址; 1,代表优化过,使用位域存储更多的信息;

  • has_assoc
    是否有设置过关联对象,如果没有,释放时会更快;

  • has_cxx_dtor
    是否有C++的析构函数(.cxx_destruct),如果没有,释放时会更快;

  • shiftcls
    存储着Class、Meta-Class对象的内存地址信息;

  • magic
    用于在调试时分辨对象是否未完成初始化;

  • weakly_referenced
    是否有被弱引用指向过,如果没有,释放时会更快;

  • deallocating
    对象是否正在释放;

  • extra_rc
    里面存储的值是引用计数器减1;

  • has_sidetable_rc
    引用计数器是否过大无法存储在isa中; 如果为1,那么引用计数会存储在一个叫SideTable的类的属性中;