一、前言
我们都知道每个OC对象都包含isa指针，这个指针指向它的类对象。
在第一节我们介绍alloc的基本流程，介绍_class_createInstanceFromZone函数时，有这么一段代码：
可以看到，通过malloc函数申请到内存空间之后，obj只是单纯的一个内存指针，指向一块申请好的内存空间，还没有和类绑定在一起，还不能称为真正的isa。那么它后面是如何与类绑定在一起的呢？
答案在于initIsa这个方法。这个方法将obj和对应的类绑定起来，从而变成我们熟悉的isa。
二、探索 initIsa()
点击initIsa查看方法的实现：
可以看到，isa是isa_t类型。
1、isa_t
isa_t是一个union共用体，拥有两个成员：bits和cls。其中cls是private修饰的，只能通过get方法和set方法访问。
void setClass(Class cls, objc_object *obj);
Class getClass(bool authenticated);
复制代码共同体的特点大家都知道，成员间的值不能同时存在，只能单独存在、互相覆盖，也就是说bits和cls只能同时存在一个。cls比较好理解，可以用来设置isa对应的类信息。
bits的作用是什么呢？
2、ISA_BITFIELD
顺着initIsa的源码往下看，可以看到这个代码：
struct {
ISA_BITFIELD; // defined in isa.h
};
复制代码可以猜测bits是用来支持位域操作的。
点击查看ISA_BITFIELD里对位域的定义。目前使用的是Intel的Mac电脑，所以以__x86_64__为例：
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，而在__x86_64__中有44位。
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：当对象引⽤计数⼤于10时，则需要借⽤该变量存储进位。
extra_rc：对象的引⽤计数值，是实际的引⽤计数值减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。
看到这里就明确了，bits用来支持位域操作，用来存储对象使用过程中的其他信息。
3、non pointer isa
isa不仅仅是一个指针，它还可以包含对象使用过程中的其他信息。为什么要这么做呢？
我们知道，每个对象都拥有isa，占用8个字节的空间。我们以二进制的格式打印p：
发现p的好多位置都是0，这些位置都是没有使用到的。对于这些位置，我们完全可以用来存储其他东西，例如：引用计数、对象是否正在释放、是否有指向一个弱引用变量......没错，这就是non pointer isa所做的事情。
non pointer isa：
isa除了包含指向类对象的信息，还包含使用过程的其他信息。
raw pointer isa：
isa仅包含指向类对象的信息。
在上面的源码中，对于raw pointer isa，会直接将类对象和obj指针绑定
newisa.setClass(cls, this);
复制代码而对于non pointer isa来说，就相对复杂一点了，
除了需要设置类信息，还需要设置其他的一些位域信息：
#if SUPPORT_INDEXED_ISA //手表⌚️平台
ASSERT(cls->classArrayIndex() > 0);
newisa.bits = ISA_INDEX_MAGIC_VALUE;
newisa.has_cxx_dtor = hasCxxDtor;
newisa.indexcls = (uintptr_t)cls->classArrayIndex();
#else
newisa.bits = ISA_MAGIC_VALUE;
#if ISA_HAS_CXX_DTOR_BIT
newisa.has_cxx_dtor = hasCxxDtor;
#endif
newisa.setClass(cls, this);
#endif
newisa.extra_rc = 1;
复制代码这里额外说一下SUPPORT_INDEXED_ISA：
这个宏不管是在MacOS平台还是iOS平台，值都是0。看了一下相关资料，发现这是WatchOS下才用到的。这个宏的意思是：是否支持“将类存储在 isa 字段中作为类表的索引”。貌似，watch上由系统维护了一个类表，cls都指向表里的偏移位置。
WatchOS平台的知识我没有探索过，所以这个知识点仅供参考。
三、指针是如何成为isa的
那么，类对象信息是如何和一个指针绑定的呢？关注setClass方法：
shiftcls = (uintptr_t)newCls >> 3;是最核心的方法，它将类对象的地址存储到isa的shiftcls位域中。
这里有一个很讲究的操作：
为什么要向右平移三位？
我们从ISA_BITFIELD的定义中可以知道，__arm64__下的最大寻址空间MACH_VM_MAX_ADDRESS是0x1000000000,一共是36位。__arm64__下的最大寻址空间MACH_VM_MAX_ADDRESS是0x7fffffe00000,一共是47位。
但是这36位和47位我们需要都用掉吗？
我们知道，对象的内存占用都是8字节对齐的，所以对象存放的地址，肯定也是8字节对齐的，8字节对齐的话，地址的低三位都是0。既然都是0，那么我们就没必要把它显示出来了。这样shiftcls的位占用就少了3位。
通过右移三位的操作，减少了需要占用的内存空间。不得不说，苹果公司在优化这块是相当讲究👏。
四、从isa推导类的地址
经过前面的源码分析，我们知道了类对象是如何绑定到isa中的。现在，我们反过来，从使用者的角度，探索如何从isa推导出类的地址：
看下面这个栗子🌰：
Person类对象的地址：0x00000001000085e0
isa指针的值：0x011d8001000085e1
按照我们的理解：isa指向类对象，所以isa的值应该和Person类对象的地址保持一致，但是打印出来的两个值明显不一致。为什么？
1、通过ISA_MASK获取
isa的值必须&ISA_MASK的才能得到真正的类对象地址。
# define ISA_MASK 0x00007ffffffffff8ULL
复制代码不得不说将MASK翻译成面具真的非常非常贴切👍🏻。鼻子面具戴上去就会露出鼻子，眼睛面具戴上去就会露出眼睛，同理，ISA面具（ISA_MASK）戴上去就会露出ISA。反观把MASK翻译成掩码，不知晦涩难懂多少倍。
结果和刚才得到的
Person类对象地址完全一致。
2、通过位运算获取
仔细观察ISA_BITFIELD，可以发现，shiftcls前面有3位，后面有17位。
我们完全可以通过位运算，先 >>3位，移除右边3位的内容，然后 <<20位，移除左边17位的内容，再>>17位恢复shiftcls的位置，这样isa指针中剩下东西就是shiftcls了，也就是类对象的地址了。
五、总结
本节通过源码分析了non pointer isa的原理以及如何从isa推导出类对象的地址。从现在开始，聊到isa，我们能讲的不再只有“实例对象的isa指向类对象“，不是吗？😊
