为什么要使用union联合体？
比如定义一个bool值变量需要8个字节，其实仅仅使用这8个字节中的一个位就可以表达是或否的情况了，使用union就是充分利用每个字节的每一个位，节约空间。
本文主要介绍以下部分：
一. 自定义位运算
二. 自定义位域运算
三. 自定义联合体
四. isa解析
一. 自定义位运算
先看示例:
@interface Person : NSObject
- (void)setTall:(BOOL)tall;
- (void)setRich:(BOOL)rich;
- (void)setHandsome:(BOOL)handsome;
- (BOOL)isTall;
- (BOOL)isRich;
- (BOOL)isHandsome;
@end
#import "Person.h"
#define TallMask (1<<0)
#define RichMask (1<<1)
#define HandsomeMask (1<<2)
@interface Person()
{
char _tallRichHansome;
}
@end
@implementation Person
- (instancetype)init
{
if (self = [super init]) {
_tallRichHansome = 0b00000000;
}
return self;
}
- (void)setTall:(BOOL)tall
{
if (tall) {
_tallRichHansome |= TallMask;
} else {
_tallRichHansome &= ~TallMask;
}
}
- (BOOL)isTall
{
return !!(_tallRichHansome & TallMask);
}
- (void)setRich:(BOOL)rich
{
if (rich) {
_tallRichHansome |= RichMask;
} else {
_tallRichHansome &= ~RichMask;
}
}
- (BOOL)isRich
{
return !!(_tallRichHansome & RichMask);
}
- (void)setHandsome:(BOOL)handsome
{
if (handsome) {
_tallRichHansome |= HandsomeMask;
} else {
_tallRichHansome &= ~HandsomeMask;
}
}
- (BOOL)isHandsome
{
return !!(_tallRichHansome & HandsomeMask);
}
@end
- 上边
get方法使用!!取反两次是因为获取到的值可能是2、4、8，第一次取反变成0，再次取反变成1。
main函数调用
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
Person *person = [[Person alloc] init];
person.rich = YES;
person.tall = NO;
person.handsome = NO;
NSLog(@"tall:%d rich:%d hansome:%d", person.isTall, person.isRich, person.isHandsome);
}
return 0;
}
结果为：
tall:0 rich:1 hansome:0
二. 自定义位域运算
Person.m修改如下：
#import "Person.h"
@interface Person()
{
struct {
char tall : 1;
char rich : 1;
char handsome : 1;
} _tallRichHandsome;
}
@end
@implementation Person
- (void)setTall:(BOOL)tall
{
_tallRichHandsome.tall = tall;
}
- (BOOL)isTall
{
return !!_tallRichHandsome.tall;
}
- (void)setRich:(BOOL)rich
{
_tallRichHandsome.rich = rich;
}
- (BOOL)isRich
{
return !!_tallRichHandsome.rich;
}
- (void)setHandsome:(BOOL)handsome
{
_tallRichHandsome.handsome = handsome;
}
- (BOOL)isHandsome
{
return !!_tallRichHandsome.handsome;
}
@end
- 上边
get方法使用!!取反两次是因为设置值为YES的时候二进制是这样的0b1，系统会自动把这个数据变成0b11111111结果为-1，因为该数据不为0，所以取反就会变成0，再次取反就会变成1。
或者修改如下：
struct {
unsigned char tall : 1;
unsigned char rich : 1;
unsigned char handsome : 1;
} _tallRichHandsome;
即添加unsigned修饰符也可解决取值为-1的问题。
-
tall 、rich 、 handsome会从右至左各占一位。
三. 自定义联合体
Person.m修改如下：
#import "Person.h"
#define TallMask (1<<0)
#define RichMask (1<<1)
#define HandsomeMask (1<<2)
#define ThinMask (1<<3)
@interface Person()
{
union {
int bits;
struct {
char tall : 1;
char rich : 1;
char handsome : 1;
char thin : 1;
};
} _tallRichHandsome;
}
@end
@implementation Person
- (void)setTall:(BOOL)tall
{
if (tall) {
_tallRichHandsome.bits |= TallMask;
} else {
_tallRichHandsome.bits &= ~TallMask;
}
}
- (BOOL)isTall
{
return !!(_tallRichHandsome.bits & TallMask);
}
- (void)setRich:(BOOL)rich
{
if (rich) {
_tallRichHandsome.bits |= RichMask;
} else {
_tallRichHandsome.bits &= ~RichMask;
}
}
- (BOOL)isRich
{
return !!(_tallRichHandsome.bits & RichMask);
}
- (void)setHandsome:(BOOL)handsome
{
if (handsome) {
_tallRichHandsome.bits |= HandsomeMask;
} else {
_tallRichHandsome.bits &= ~HandsomeMask;
}
}
- (BOOL)isHandsome
{
return !!(_tallRichHandsome.bits & HandsomeMask);
}
- (void)setThin:(BOOL)thin
{
if (thin) {
_tallRichHandsome.bits |= ThinMask;
} else {
_tallRichHandsome.bits &= ~ThinMask;
}
}
- (BOOL)isThin
{
return !!(_tallRichHandsome.bits & ThinMask);
}
@end
以下代码完全是增强可读性，删除掉完全不会有任何影响。
struct {
char tall : 1;
char rich : 1;
char handsome : 1;
char thin : 1;
};
通过上边代码的学习，就可以读懂OC底层isa指针的具体含义了。
四. isa解析
在arm64架构之前，isa就是一个普通的指针，存储着Class、Meta-Class对象的内存地址
从arm64架构开始，对isa进行了优化，变成了一个共用体（union）结构，还使用位域来存储更多的信息
union isa_t {
Class cls;
uintptr_t bits;
struct {
uintptr_t nonpointer : 1;
uintptr_t has_assoc : 1;
uintptr_t has_cxx_dtor : 1;
uintptr_t shiftcls : 33; /*MACH_VM_MAX_ADDRESS 0x1000000000*/
uintptr_t magic : 6;
uintptr_t weakly_referenced : 1;
uintptr_t unused : 1;
uintptr_t has_sidetable_rc : 1;
uintptr_t extra_rc : 19
};
};
isa内部的位含义
nonpointer
0，代表普通的指针，存储着Class、Meta-Class对象的内存地址
1，代表优化过，使用位域存储更多的信息has_assoc
是否有设置过关联对象，如果没有，释放时会更快has_cxx_dtor
是否有C++的析构函数（.cxx_destruct），如果没有，释放时会更快shiftcls
存储着Class、Meta-Class对象的内存地址信息magic
用于在调试时分辨对象是否未完成初始化weakly_referenced
是否有被弱引用指向过，如果没有，释放时会更快
deallocating
对象是否正在释放extra_rc
里面存储的值是引用计数器减1has_sidetable_rc
引用计数器是否过大无法存储在isa中
如果为1，那么引用计数会存储在一个叫SideTable的类的属性中
