【MJ-iOS底层原理总结】自定义类内存占用大小

在上一篇文章 juejin.cn/post/697477… 中我们验证了一个NSObject对象占用16个字节的内存。那么我们这次来验证，自定义类占用多少内存？

1. 首先我们创建一个Student类，并创建一个Student对象

   @interface Stuednt : NSObject{
       @public
       int _no;
       int _age;
   }
   @end
   
   @implementation Stuednt
   @end
   
   int main(int argc, const char * argv[]) {
       @autoreleasepool {
           Stuednt *stu = [[Stuednt alloc] init];
       }
       return 0;
   }
   

2. 将OC代码转换成C++源码进行分析：

   执行命令：xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main.cpp

   得到C++源码如下：

   struct Stuednt_IMPL {
           struct NSObject_IMPL NSObject_IVARS;
           int _no;
           int _age;
   };
   
   /* @end */
   
   // @implementation Stuednt
   // @end
   
   int main(int argc, const char * argv[]) {
       /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; 
           Stuednt *stu = ((Stuednt *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)((Stuednt *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("Stuednt"), sel_registerName("alloc")), sel_registerName("init"));
       }
       return 0;
   }
   

3. 查看NSObject_IMPL结构体，其结构如下：

   struct NSObject_IMPL {
           Class isa;
   };
   

   所以我们就可以把Stuednt_IMPL的结构理解为：

   struct Stuednt_IMPL {
            Class isa;
            int _no;
            int _age;
    };
   

   整个转换过程，如下图所示：

4. Student内存布局如下：

5. 我们知道指针占内存大小为8个字节，int占内存大小为4个字节，所以我们可以推断出Stuednt对象的成员变量占用的内存大小为：8+4+4 = 16个字节。

6. 在编译器中进行验证：

   Stuednt *stu = [[Stuednt alloc] init];     
   NSLog(@"%zd", class_getInstanceSize([Stuednt class]));
   NSLog(@"%zd", malloc_size((__bridge const void *)(stu)));
   

   得到结果：16 16

   所以我们得出了结论：Student对象的内存占用大小为16字节

7. 接下来我们再验证一下，Person对象的内存占用大小为多少？

   @interface Person : NSObject{
       @public
       int _no;
       int _age;
       int _name;
   }
   @end
   

   直接在编译器中进行验证：

    Person *per = [[Person alloc] init];     
    NSLog(@"%zd", class_getInstanceSize([Person class]));
    NSLog(@"%zd", malloc_size((__bridge const void *)(per)));
   

   得到结果：24 32

   按照我们的推断来计算，8+4+4+4 = 24个字节，那么为什么会占用32个字节呢？

8. 原因：这是因为系统内存对齐的原因导致的，执行alloc分配内存空间时，操作系统为了方便、快速的管理内存，在分配堆空间时，是一块一块的分配的，而不是一个字节一个字节的分配，这样操作系统对其的操作速度会最快。而在iOS系统中，每块内存都是16的倍数。所以当需要24个字节大小的内存空间时，操作系统就会分配32个字节。

   • 相关线索：在苹果的libmalloc源码中，可以找到对应宏的注释：每块内存为16的倍数，最大为256：

   

9. 最后总结一下这两个获取内存占用大小的方法：

   • class_getInstanceSize：创建一个实例对象，至少需要多少内存？
   • malloc_size：创建一个实例对象，实际上分配了多少内存？

10. 补充：如果想查看其他操作系统的内存对齐方式，可以在GNU官方网站中下载对应库的源码：www.gnu.org/software/li…