对象的本质初探

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  • [initISA源码分析]
  • [结构体与联合体与位域 ]
  • [ Isa_t结构分析]
  • [ clang 查看类的本质]

initISA源码分析

前面两篇文章我们已经分析了alloc的3个步骤中的两个cls->instanceSize以及calloc 接下来分析最后一个步骤obj->initInstanceIsa

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结构体与联合体与位域

为了更好的看懂isa_t的结构我们先来了解一个知识


// 互斥

**struct** LGCar2 {

    **BOOL** front: 1;

    **BOOL** back : 2;

    **BOOL** left : 6;

    **BOOL** right: 1;

};

\


// 共存

**struct** LGTeacher1 {

    **char**        *name;

    **int**         age;

    **double**      height ;

};

\


// 联合体 : 互斥

**union** LGTeacher2 {

    **char**        *name;

    **int**         age;

    **double**      height ;

};

结论: 结构体struct中所有变量是“共存”的 优点是“有容乃大” 缺点是struct内存空间分配是粗放的,不管用不用,全分配

联合体(union)中各种变量是“互斥”的 缺点不够“包容”,但优点是内存使用更为精细灵活,也节省了内存空间

``位域:在C语言中允许在一个结构体中以位为单位来指定其成员所占内存长度,这种以位为单元的成员称为位域

Isa_t结构分析

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X86 模拟器下的isa_t结构

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真机arm64 架构下的isa_t结构

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__has_feature(ptrauth_calls)

__has_feature:判断编译器,对()内的条件,是否支持; ptrauth_calls:针对 arm64 架构,进行指针验证;使用Apple A12或更高版本A系列处理器的设备(如iPhone XS、iPhone XS Max和iPhone XR或更新的设备)支持arm64e架构,具体可参考苹果原文; developer.apple.com

下面图解isa_t的结构

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由此可知isa占有内存是 8*8位的 如果单纯放一个指针 而且每个类都会有一个isa指针指向它,这样内存空间会大大的浪费,所有苹果在这方面做了优化,把很多关于类的信息存了进来。也就是NONPOINTER_ISA

NONPOINTER_ISA 详解

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:指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。

deallocating:标志对象是否正在释放内存。

has_sidetable_rc:当对象引用技术大于 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, 则需要使用到下面的 has_sidetable_rc。

LLDB两种方式通过isa获取类

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        LGPerson *p = [LGPerson alloc];
        NSLog(@"%@",p);
    }
    return 0;
}

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方式二通过ISA_MASK还原类

  define ISA_MASK        0x00007ffffffffff8ULL

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clang 查看类的本质

  • 我们都知道,Objective-C的底层都是通过C/C++来实现的,所以OC中的对象也会转化成C/C++中的某一个数据结构,然后再编译为汇编代码,最终转化为机器可以识别的二进制代码。

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struct NSObject_IMPL NSObject_IVARS; 类的隐藏成员变量ISA

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