本文主要内容
1.影响对象内存的因素
2.对象的内存分布
3.位域和联合体
4.nonPointerisa
5.如何利用isa的位运算得到类对象
6.new方法
一、研究影响对象内存的因素
创建工程"01_影响对象内存的因素"，新建HGPerson类，给类添加一些属性和方法(有实现)，如下图
在main.m中创建类对象，并给其属性进行赋值，通过手动计算并且打印对象需要的内存大小(isa + 成员变量的值)和系统实际分配的内存大小分别为40字节、48字节，发现和上一篇中结论一致：对象内部需要内存为8字节对齐，系统实际分配的内存为16字节对齐！
说明：
对象需要的内存大小计算：isa + 成员变量的值=8+8+8+4+8+2=40(38，8字节对齐)
系统实际分配的内存大小计算：16字节对齐，所以为48。
同时还得出一个结论：系统实际分配给对象的内存大小不仅和类对象中添加的方法无关，同时也与成员变量(属性)的顺序无关。
所以影响对象内存的因素只有对象的成员变量的值，与其他因素无关！
补充内容：影响对象内存因素的特殊情况
如下图，自定义父类和子类，父类中属性count在1号位置和2号位置时，系统对对象的成员变量顺序不做重排！因此在1号位置时对象需要内存和系统分配的内存分别为72和80，2号位置时对象需要内存和系统分配的内存均为64。
出现以上问题的原因：当子类继承父类的数据结构时，父类是一块连续的内存空间，子类无法修改父类的数据结构，因此此例中"HGHuman"中count的位置不同对子类的对象的内存大小产生了影响。
⚠️注意：在本例中替换不同的位置，内存大小变化为16个字节(系统分配)，对于内存的消耗相对很小，在开发过程中几乎可以忽略！
二、对象的内存分布
那么系统分配给对象的内存中，数据是如何排列的？其中的属性的内存分布会按照声明或者赋值时的顺序排列吗？如下图，通过LLDB调试，x/6gx p打印对象p的内存(x/6gx详见汇编指令和LLDB常用命令汇总中的x/nuf说明)。
注意：观察内存分布，发现属性age、number所占内存共6字节，会被系统放到同一个8字节中，达到内存优化的目的！
由上图调试得出结论：对象的内存分布与属性声明或赋值顺序无关，苹果系统会自动重排对象的属性的顺序，达到内存优化的目的！
三、位域和联合体
1.位域
写法如下图中,":"后面表示"位数"，1个字节8位,其范围由前面数据类型决定。如果数据类型为int，则甚至可以写成"32"。
注意：
- 后面位域的长度不能超过数据类型最大长度。如图中"a:"后面的数字不能超过7
- 1个位域必须存储在一个位域中，超过则存放到下一个字节。如图中“a:”后面为7，则b必须存储到下一字节，所以图中
struct3的大小为4个字节。特别注意："struct4"的大小还需遵循"结构体对齐规则"(见iOS底层原理之对象的底层探索(上))- 此方法用于节省内存，但由于节省内存有限，只有在系统级别才会使用，日常开发中很少使用。
2.联合体
联合体写法类似结构体，只是把"struct"换成"union"。通过打印结构体和联
会开辟足够的内存给结构体，结构体会依次给对应成员变量赋值，可同时有值。而系统给联合体开辟足够打的内存，赋值时，其中成员变量互斥，只能给某一个成员变量赋值。如下图：
打印联合体内成员变量的内存发现是同一块内存。
联合体内存大小计算规则：
1.必须能够容纳最大的成员变量；
2.通过"1."计算出来的大小必须是其最大成员变量(基本数据类型)的整数倍。
结构体HGTeacher2内存大小为8，联合体HGTeacher3内存大小为8(a为7,int为4，根据规则为8)，联合体HGTeacher4内存大小为5(基本数据类型char是1字节)。
总结
结构体和联合体的区别
- 两者内存大小的计算规则不同；
- 结构体成员变量可以共存，内存开辟粗放；
- 联合体成员变量互斥，可以一定的节省内存空间。
四、引出isa和nonPointerisa
回顾iOS底层原理之对象的底层探索(上)，跟踪objc源码到“计算对象所需内存的大小instanceSize函数和系统实际分配给对象的内存大小calloc(1, size)的位置。经过分析，由下图可知，此时(断点1之前)分配给对象的内存并未和类绑定，而执行initInstanceIsa函数(或initIsa函数)，即断点2后，通过LLDB调试发现，对象obj已经和LGPerson类绑定。因此需要研究initInstanceIsa函数(或initIsa函数)内部即函数objc_object::initIsa的工作。
进入函数objc_object::initIsa发现，创建了一个isa_t的isa，isa_t是一个联合体。
此时引出nonPointerIsa，内存优化的手段。Isa指针是一个class类型的结构体指针，主要用来存储内存地址。Isa指针有8个字节即64位，存储类对象的内存地址无需64位空间，每个对象都存在Isa指针会导致内存的浪费，为了减少浪费，系统将与对象息息相关的信息存在此空间(64位)，如下图中的引用计数extra_rc，此时就用到nonPointerIsa。【此处突然引出时有疑问：突然就引出nonPointerIsa，没反应过来，其实就是分析了Isa指针后需要进行内存优化，所以就引出！】
注意：
1.isTaggedPointer也是内存优化手段。
2.”newisa.extra_rc = 1;“意为：对象引用计数的值，即通过alloc创建出来的对象引用计数即为1.
前面说到isa_t是一个联合体。以前版本均为Class类型的结构体指针，而当前普遍使用nonPointerIsa，为了兼容性所以isa_t采用联合体类型。
五、如何利用isa的位运算得到类对象
基于的当前都是nonPointerIsa，isa指针存储的内容保存到了名为ISA_BITFIELD(上图中)的结构体中。跳转到此结构体中，由于本人使用的intel64位处理器，所以应用如下图中的结构体内容：
ISA_BITFIELD结构体解析：
- 低位存储
nonpointer、has_assoc、has_cxx_dtor；shiftcls；- 高位存储
magic、weakly_referenced、unused、has_sidetable_rc、extra_rc.
每一“位”具体代表说明如下：
nonPotinter_isa
1.nonpointer:表示是否对isa指针开启指针优化，0为纯isa指针，1为不止是类对象地址，isa指针中包含了类信息、对象的引用计数等；
2.has_assoc：关联对象标志位，0没有，1存在；
3.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；
4.shiftcls：存储类指针的值，开启指针优化的情况下，在intel 64架构中由44位用来存储类指针；
5.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；
6.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；
7.unused：标志未被使用的空间【自己理解】
8.has_sidetable_rc：当对象引用计数大于extra_rc所能存储的最大范围时，则需要借用该变量存储进位；
9.extra_rc：表示该对象的引用计数值，当对象的引用计数超出最大的存储范围时，则需要使用到上面的has_sidetable_rc。
分析HGPerson的实例对象p,使用如下方法，获取并验证类对象的内存地址：
在intel 64架构(x86_64)中，将isa指针内存地址右移3位(清除低3位)，左移20位(清除高17位)，再右移17位，得到的内存地址即为类对象的内存地址。实操如下图：
模拟器调试：
真机调试：
补充内容：
1.验证引用计数的值
通过内存地址的变换，也可获取到对象引用计数的值，即最高1位的值(真机)：将isa指针地址右移45位(1+1+1+33+6+1+1+1)，得到引用计数为2；
注意⚠️：模拟器验证有问题，待解决！！！
通过探究发现：使用isa & ISA_MASK(对应架构)即可得到类对象的内存地址！
模拟器：
真机：
2.无法打断点的问题解决
在调试过程中发现，在某处打了断点后，运行工程，在打了断点的位置不会停止，并且断点位置显示为虚线的。出现这个问题可能是因为系统优化导致的，解决方法：找到"Build Setting" 搜索lto,设置“Link-Time Optimization”为“No”一般都可解决。如果不能解决，可能是其他原因导致的，因情况而定。
六、new方法
探究new方法的实质，首先创建工程"06_new方法",在类HGPerson,重写init方法,如下图。使用alloc-init和new分别创建对象p、p1，打印两者属性发现均已被赋值。
知识扩展：工厂设计模式
使用对工厂的继承从而创造出其他的子工厂，在其子工厂进行创建类的对象，后续直接调用该工厂的那个重写方法即可。如是说，NSObject中有init方法，即为工厂模式，其子类在创建时，即可用此方法进行属性等的初始化，得出不同的对象，但父类NSObject本身init没有做事情。
跟踪汇编及源码
new的方法源码如下：
new方法实际调用了callAlloc和init方法，callAlloc实际又调用了alloc,所以可看做new和[[alloc] init]意义相同。跟踪汇编发现，先调用了objc_opt_new函数，找到对应源码同new方法同理：
本文总结
- 探究对象内存分布
- 探究isa指针本质
- 了解new方法
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