OC对象本质
在探索oc对象本质前，先了解一个编译器：clang
Clang
- Clang是一个由Apple主导编写，基于LLVM的
C/C++/Objective-C的轻量级编译器。 - 源代码发布于
BSD协议下。 - Clang将支持其
普通lambda表达式、返回类型的简化处理以及更好的处理constexpr关键字。 - 主要是用于底层编译，将一些文件
输出成c++文件，例如main.m 输出成main.cpp，其目的是为了更好的观察底层的一些结构及实现的逻辑，方便理解底层原理。
探索对象本质
- 在
main.m中自定义一个LGPerson类对象，拥有一个name属性。
@interface LGPerson : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@end
@implementation LGPerson
@end
- 通过终端，利用
clang将main.m编译成main.cpp，有以下几种编译命令，这里使用的是第一种
//1、将 main.m 编译成 main.cpp
clang -rewrite-objc main.m -o main.cpp
//2、将 ViewController.m 编译成 ViewController.cpp
clang -rewrite-objc -fobjc-arc -fobjc-runtime=ios-13.0.0 -isysroot / /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/iPhoneSimulator.platform/Developer/SDKs/iPhoneSimulator13.7.sdk ViewController.m
//以下两种方式是通过指定架构模式的命令行，使用xcode工具 xcrun
//3、模拟器文件编译
- xcrun -sdk iphonesimulator clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main-arm64.cpp
//4、真机文件编译
- xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main- arm64.cpp
// UIKit报错问题
clang -rewrite-objc -fobjc-arc -fobjc-runtime=ios-13.0.0 -isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/iPhoneSimulator.platform/Developer/SDKs/iPhoneSimulator13.0.sdk main.m
- 打开编译好的
main.cpp，找到LGPerson的定义，发现LGPerson在底层会被编译成struct结构体-
LGPerson_IMPL中的第一个属性其实就是isa，是继承自NSObject，属于伪继承，伪继承的方式是直接将NSObject结构体定义为LGPerson中的第一个属性，意味着LGPerson 拥有 NSObject中的所有成员变量。 -
LGPerson中的第一个属性NSObject_IVARS等效于NSObject中的isa。
-
//NSObject的定义
@interface NSObject <NSObject> {
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
}
//NSObject 的底层编译
struct NSObject_IMPL {
Class isa;
};
//LGPerson的底层编译
struct LGPerson_IMPL {
struct NSObject_IMPL NSObject_IVARS; // 等效于 Class isa;
NSString *_name;
};
如下图所示
总结
-
OC对象的本质其实就是结构体 -
LGPerson中的isa是继承自NSObject中的isa
cls 与 类 的关联原理
构造数据类型的方式有以下两种：
-
结构体（struct） -
联合体（union，也称为共用体）
结构体
结构体是指把不同的数据组合成一个整体，其变量是共存的，变量不管是否使用，都会分配内存。
- 缺点：所有属性都分配内存，比较
浪费内存，假设有4个int成员，一共分配了16字节的内存，但是在使用时，你只使用了4字节，剩余的12字节就是属于内存的浪费 - 优点：
存储容量较大，包容性强，且成员之间不会相互影响
联合体
联合体也是由不同的数据类型组成，但其变量是互斥的，所有的成员共占一段内存。而且共用体采用了内存覆盖技术，同一时刻只能保存一个成员的值，如果对新的成员赋值，就会将原来成员的值覆盖掉。
- 缺点：
包容性弱。 - 优点：所有成员
共用一段内存，使内存的使用更为精细灵活，同时也节省了内存空间。
isa的类型 isa_t
以下是isa指针的类型isa_t的定义，从定义中可以看出是通过联合体（union）定义的。
union isa_t { //联合体
isa_t() { }
isa_t(uintptr_t value) : bits(value) { }
//提供了cls 和 bits ，两者是互斥关系
Class cls;
uintptr_t bits;
#if defined(ISA_BITFIELD)
struct {
ISA_BITFIELD; // defined in isa.h
};
#endif
};
isa_t类型使用联合体的原因也是基于内存优化的考虑，这里的内存优化是指在isa指针中通过char + 位域（即二进制中每一位均可表示不同的信息）的原理实现。通常来说，isa指针占用的内存大小是8字节，即64位，已经足够存储很多的信息了，这样可以极大的节省内存，以提高性能。
从isa_t的定义中可以看出：
-
提供了两个成员，
cls和bits，由联合体的定义所知，这两个成员是互斥的，也就意味着，当初始化isa指针时，有两种初始化方式- 通过
cls初始化，bits无默认值 - 通过
bits初始化，cls有默认值
- 通过
还提供了一个结构体定义的
位域，用于存储类信息及其他信息，结构体的成员ISA_BITFIELD，这是一个宏定义，有两个版本__arm64__（对应ios 移动端） 和__x86_64__（对应macOS），以下是它们的一些宏定义，如下图所示
-
nonpointer有两个值，表示自定义的类等，占1位-
0：纯isa指针 -
1：不只是类对象地址，isa中包含了类信息、对象的引用计数等
-
-
has_assoc表示关联对象标志位，占1位-
0：没有关联对象 -
1：存在关联对象
-
-
has_cxx_dtor表示该对象是否有C++/OC的析构器（类似于dealloc），占1位- 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
- 如果
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，占6位-
weakly_refrenced是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标志对象是是否正在释放内存has_sidetable_rc表示 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（额外的引用计数） --- 导尿管表示该对象的引用计数值，实际上是引用计数值减1- 如果对象的
引用计数为10，那么extra_rc为9， - 如果对象的
引用计数大于10，则需要使用到下面的has_sidetable_rc
- 如果对象的
以arm64为例，其isa的存储情况如图所示
