(一)探索NSObject对象底层是什么?
#import <Foundation/Foundation.h>
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// 创建NSObject对象
// obj是指针变量, obj存放的是NSObject对象的内存地址
// 可以浅显的说:变量被创建在 栈 空间中,对象被创建在 堆 空间中
NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
NSLog(@"obj变量的地址:%p", &obj);
NSLog(@"obj变量指向NSObjcet对象的地址:%p", obj);
NSLog(@"%@",obj);
}
return 0;
}
1.先看NSObject定义的头文件
@interface NSObject <NSObject> {
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wobjc-interface-ivars"
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#pragma clang diagnostic pop
}
发现NSObject有个成员变量叫isa, 类型是Class
2.继续看Class
typedef struct objc_class *Class;
Class是被typedef重定义的结构体指针类型
3.继续看 objc_class
struct objc_class {
Class _Nonnull isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
Class _Nullable super_class OBJC2_UNAVAILABLE;
const char * _Nonnull name OBJC2_UNAVAILABLE;
long version OBJC2_UNAVAILABLE;
long info OBJC2_UNAVAILABLE;
long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_ivar_list * _Nullable ivars OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_method_list * _Nullable * _Nullable methodLists OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_cache * _Nonnull cache OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_protocol_list * _Nullable protocols OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;
/* Use `Class` instead of `struct objc_class *` */
What ?
objc_class结构中有Class类型的变量isa,
最后英文注释是:用 Class 代替 struct objc_class *
这该怎嘛理解呢?
4.模仿写一个结构体, 结构体中定义成员变量是自身结构体指针类型
// NOTE:重定义结构体指针类型, 在前
typedef struct AA_animal *AA_classAnimal;
// 定义一个动物结构体,有年龄,有父亲
struct AA_animal {
AA_classAnimal father;
int age;
};
测试使用如下:
struct AA_animal father = {NULL, 99};
struct AA_animal son = {&father, 1};
NSLog(@"通过儿子获取父亲的年龄:%d", son.father->age);
打印结果如下:
通过儿子获取父亲的年龄:99
程序可以编译通过,可以执行,可以查看结果,事实证明,确实是可以这样用的,具体为什么?就得继续深入学习 编译原理,笔者暂时还不能解释所以然,有小伙伴知道,欢迎留言!
5.使用如下命令将.m文件生成cpp文件
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main_arm64.cpp
6.在marin_arm64.cpp文件中搜索 NSObject_IMPL
struct NSObject_IMPL {
Class isa;
};
结构体NSObject_IMPL就是类NSObject对应生成的c++数据类型,就是说NSObject对应的c++层是结构体,对象的本质在底层是用结构体实现的.
结构体中,只有一个成员变量isa,所以结构体需要的内存空间是8个字节.
(二)探索NSObject内存空间大小
1.模拟测试
// 创建同样形式的结构体,测试其size
struct AA_IMPL {
Class isa;
};
NSLog(@"sizeof 获取 struct AA_IMPL内存大小: %lu", sizeof(struct AA_IMPL));
打印结果如下:
sizeof 获取 struct AA_IMPL内存大小: 8
2.使用runtime和malloc
引用头文件
#import <objc/runtime.h>
#import <malloc/malloc.h>
NSLog(@"runtime方法获取类NSObject需要内存空间: %lu", class_getInstanceSize([NSObject class]));
NSLog(@"malloc方法计算内存空间: %lu", malloc_size((__bridge void *)obj));
打印结果如下:
runtime方法获取类NSObject需要内存空间: 8
malloc方法计算内存空间: 16
class_getInstanceSize的大小可以理解为NSObject对象实际需要的内存空间大小;
malloc_size的大小可以理解为系统为NSObject对象实际分配的内存空间大小.
3.为什么系统给NSObjcet对象实际分配是16,即便NSObject对象只需要8字节?我们一起尝试看源码找答案.
苹果源码网址
objc4源码
打开后如图:
解压后文件夹内有一个工程名叫objc.xcodeproj
打开此工程.
(三)尝试解读源码
1.在文件夹Public Headers找到NSObject.h文件,找到alloc方法,一路找下去,见下图:
最后定位到instanceSize函数:
size_t instanceSize(size_t extraBytes) {
size_t size = alignedInstanceSize() + extraBytes;
// CF requires all objects be at least 16 bytes.
if (size < 16) size = 16;
return size;
}
找到最关键的一句代码:
if (size < 16) size = 16;
粗暴解读,小于16都返回16.
给NSObject对象计算要分配的内存大小时,需要8字节,
实际却分配16字节.
