Clang和xcrun
Clang是一个C语言、C++、Objective-C语言的轻量级编译器。源代码发布于BSD协议下。 Clang将支持其普通lambda表达式、返回类型的简化处理以及更好的处理constexpr关键字。
Clang是一个由Apple主导编写，基于LLVM的C/C++/Objective-C编译器。
clang -rewrite-objc main.m -o main.cpp
//UIKit报错问题
clang -rewrite-objc -fobjc-arc -fobjc-runtime=ios-13.0.0 -isysroot / Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/ iPhoneSimulator.platform/Developer/SDKs/iPhoneSimulator13.0.sdk main.m
把目标文件编译成c++文件
xcode安装的时候顺带安装了xcrun命令，xcrun命令在clang的基础上进行了 一些封装，要更好用一些
xcrun -sdk iphonesimulator clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main-arm64.cpp (模拟器)
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main- arm64.cpp (手机)
对象的本质
@interface LKPerson : NSObject
@property (nonatomic, strong) NSString *LKName;
@end
@implementation LKPerson
@end
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
LKPerson *p = [LKPerson alloc];
}
return 0;
}
根据上面命令行，将main.m文件编译成main.cpp文件。搜索LKPerson，可以看到
struct LKPerson_IMPL {
struct NSObject_IMPL NSObject_IVARS;
NSString *_LKName;
};
对象实际上是一个结构体。我们可以看看这个结构体具体有什么
struct NSObject_IMPL {
Class isa;
};
可以看到NSObject_IVARS 就是成员变量 isa。
联合体和位域
联合体又称共用体
union 共用体名{
成员列表
};
结构体和共用体的区别在于：结构体的各个成员会占用不同的内存，互相之间没有影响；而共用体的所有成员占用同一段内存，修改一个成员会影响其余所有成员。
在结构体定义时，我们可以指定某个成员变量所占用的二进制位数（Bit），这就是位域。
struct LKStruct {
BOOL front: 1;
BOOL back : 1;
BOOL left : 1;
BOOL right: 1;
}str1;
NSLog(@"%ld",sizeof(str1));
输出结果为 1
这里，每个BOOL类型只占1位，所以结构体str1整体只占1个字节。
initIsa
根据源码，我们可以看到，对象alloc时会走下面的函数
if (!zone && fast) {
obj->initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor);
} else {
obj->initIsa(cls);
}
进入到initIsa，我们可以看到
ASSERT(!isTaggedPointer());
isa_t newisa(0);
if (!nonpointer) {
newisa.setClass(cls, this);
} else {
ASSERT(!DisableNonpointerIsa);
ASSERT(!cls->instancesRequireRawIsa());
#if SUPPORT_INDEXED_ISA
ASSERT(cls->classArrayIndex() > 0);
newisa.bits = ISA_INDEX_MAGIC_VALUE;
// isa.magic is part of ISA_MAGIC_VALUE
// isa.nonpointer is part of ISA_MAGIC_VALUE
newisa.has_cxx_dtor = hasCxxDtor;
newisa.indexcls = (uintptr_t)cls->classArrayIndex();
#else
newisa.bits = ISA_MAGIC_VALUE;
// isa.magic is part of ISA_MAGIC_VALUE
// isa.nonpointer is part of ISA_MAGIC_VALUE
# if ISA_HAS_CXX_DTOR_BIT
newisa.has_cxx_dtor = hasCxxDtor;
# endif
newisa.setClass(cls, this);
#endif
newisa.extra_rc = 1;
}
// This write must be performed in a single store in some cases
// (for example when realizing a class because other threads
// may simultaneously try to use the class).
// fixme use atomics here to guarantee single-store and to
// guarantee memory order w.r.t. the class index table
// ...but not too atomic because we don't want to hurt instantiation
isa = newisa;
根据isa = newisa;，返回的是newisa，由isa_t newisa(0);得知newisa是由isa_t构造而成。查看isa_t源码
union isa_t {
isa_t() { }
isa_t(uintptr_t value) : bits(value) { }
uintptr_t bits;
private:
// Accessing the class requires custom ptrauth operations, so
// force clients to go through setClass/getClass by making this
// private.
Class cls;
public:
#if defined(ISA_BITFIELD)
struct {
ISA_BITFIELD; // defined in isa.h
};
bool isDeallocating() {
return extra_rc == 0 && has_sidetable_rc == 0;
}
void setDeallocating() {
extra_rc = 0;
has_sidetable_rc = 0;
}
#endif
void setClass(Class cls, objc_object *obj);
Class getClass(bool authenticated);
Class getDecodedClass(bool authenticated);
};
可以看出 isa_t 是一个联合体,它拥有变量 bits cls 和 ISA_BITFIELD ，查看ISA_BITFIELD
# if __arm64__
// ARM64 simulators have a larger address space, so use the ARM64e
// scheme even when simulators build for ARM64-not-e.
# if __has_feature(ptrauth_calls) || TARGET_OS_SIMULATOR
# define ISA_MASK 0x007ffffffffffff8ULL
# define ISA_MAGIC_MASK 0x0000000000000001ULL
# define ISA_MAGIC_VALUE 0x0000000000000001ULL
# define ISA_HAS_CXX_DTOR_BIT 0
# define ISA_BITFIELD \
uintptr_t nonpointer : 1; \
uintptr_t has_assoc : 1; \
uintptr_t weakly_referenced : 1; \
uintptr_t shiftcls_and_sig : 52; \
uintptr_t has_sidetable_rc : 1; \
uintptr_t extra_rc : 8
# define RC_ONE (1ULL<<56)
# define RC_HALF (1ULL<<7)
# else
# define ISA_MASK 0x0000000ffffffff8ULL
# define ISA_MAGIC_MASK 0x000003f000000001ULL
# define ISA_MAGIC_VALUE 0x000001a000000001ULL
# define ISA_HAS_CXX_DTOR_BIT 1
# define ISA_BITFIELD \
uintptr_t nonpointer : 1; /*是否纯指针*/ \
uintptr_t has_assoc : 1; /*关联对象*/ \
uintptr_t has_cxx_dtor : 1; /*C++的析构函数*/ \
uintptr_t shiftcls : 33; /*MACH_VM_MAX_ADDRESS 0x1000000000 类的指针地址*/ \
uintptr_t magic : 6; \
uintptr_t weakly_referenced : 1; /*弱引用*/ \
uintptr_t unused : 1; /*是否使用*/ \
uintptr_t has_sidetable_rc : 1; /*散列表*/ \
uintptr_t extra_rc : 19 /*引用计数*/
# define RC_ONE (1ULL<<45)
# define RC_HALF (1ULL<<18)
# endif
# elif __x86_64__
# define ISA_MASK 0x00007ffffffffff8ULL
# define ISA_MAGIC_MASK 0x001f800000000001ULL
# define ISA_MAGIC_VALUE 0x001d800000000001ULL
# define ISA_HAS_CXX_DTOR_BIT 1
# define ISA_BITFIELD \
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 unused : 1; \
uintptr_t has_sidetable_rc : 1; \
uintptr_t extra_rc : 8
# define RC_ONE (1ULL<<56)
# define RC_HALF (1ULL<<7)
nonpointer表示是否对isa指针开启指针优化 0：纯isa指针，1：不⽌是类对象地址,isa中包含了类信息、对象的引⽤计数等
has_assoc关联对象标志位，0没有，1存在
has_cxx_dtor该对象是否有C++或者Objc的析构器,如果有析构函数,则需要做析构逻辑, 如果没有,则可以更快的释放对象
shiftcls存储类指针的值。开启指针优化的情况下，在arm64架构中有 33 位⽤来存储类指针
magic⽤于调试器判断当前对象是真的对象还是没有初始化的空间
weakly_referenced标志对象是否被指向或者曾经指向⼀个ARC的弱变量，没有弱引⽤的对象可以更快释放
unused标志对象是否正在释放内存
has_sidetable_rc当对象引⽤计数⼤于 10 时，则需要借⽤该变量存储进位
extra_rc当表示该对象的引⽤计数值，实际上是引⽤计数值减 1，例如，如果对象的引⽤计数为 10，那么extra_rc为 9。如果引⽤计数⼤于 10，则需要使⽤到上⾯的has_sidetable_rc
总结
对象的本质是一个结构体，里面包含一个成员变量isa。
isa由联合体来isa_t构造而成。
nonpointer_isa通过位域来优化内存。
