iOS底层实现分析之对象的本质(未完待续)

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iOS之alloc底层实现分析

iOS之alloc底层实现分析02(未完待续)

到目前为止，前两篇文章都在说对象，那么对象到底是一个什么东西呢？我们又该如何去了解它，去跟它做更深一步的探讨呢？

接下来我给大家推荐一个由苹果主导编写的轻量级编译器：Clang。
我们都知道，OC是C和C++的一个超集。而Clang可以帮我们还原OC底层的真正实现，让我们了解到它在底层是什么样的一个情况。

下面，我们开始切入正题：

• 新建工程，在main函数里实现一个Student类，写完大概是这个样子：

#import <UIKit/UIKit.h>
#import "AppDelegate.h"
@interface Student : NSObject
@property (nonatomic,strong) NSString *name;
@property (nonatomic,assign) NSInteger age;
@end
@implementation Student
@end

int main(int argc, char * argv[]) {
    ...
}
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• 然后打开我们的命令工具，cd到main.m所在目录下(这个命令相信大家都会吧)

• 然后执行命令$xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m

• 这时候我们可以看到目录下多了一个main.cpp文件，这个就是我们需要研究和分析的文件：

双击打开它，我们会看到7000多行的代码，看到这里是不是有点懵？小编你玩我呢，这怎么阅读！别急，我们只需要研究我们想要的部分即可。
针对main.cpp文件，全局搜索“student”,可以看到这样的代码：

由图可知，对象在底层的实现，本质上就是一个结构体。如果还有小伙伴不确定这个Student_IMPL结构体就是我们的student，可以自己再定义一个属性，执行上面的xcrun命令，再次找到main.cpp这块区域的代码进行查看对比。

我们还看到，Student_IMPL里有一个属性NSObject_IVARS，它的类型是NSObject_IMPL，全局搜索”NSObject_IMPL {“找到这样一串代码：

struct NSObject_IMPL {
	Class isa;
};
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说明NSObject_IVARS本质上就是一个isa指针，然后我们看到isa的类型是Class，全局搜索”Class“,这样搜的结果有点多不好找，我们改为搜”objc_class“,找到这样一串代码：

typedef struct objc_class *Class;
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说明Class的底层实现也是一个结构体指针，它是objc_class结构体指针的一个别名。
另外，我们在typedef struct objc_class *Class下面还看到这样一行代码：

typedef struct objc_object *id;
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说明我们平时常用的通用类型id，在本质上也是一个objc_object的指针类型，这也就解释了我们平时定义通用类型参数的时候，id后面不用跟*了，因为它本身就是一个指针。

图片上还有一句代码：

typedef struct objc_object Student;
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意思是Student这个类它是一个结构体，Student继承自NSObject,而NSObject在底层的实现是objc_object。

了解了对象的本质是结构体之后，我们再来看看对象的属性，我们知道Student有个属性是name,在main.cpp全局搜索“_name”，可以看到这样一串代码：

static NSString * _I_Student_name(Student * self, SEL _cmd) { return (*(NSString **)((char *)self + OBJC_IVAR_$_Student$_name)); }
static void _I_Student_setName_(Student * self, SEL _cmd, NSString *name) { (*(NSString **)((char *)self + OBJC_IVAR_$_Student$_name)) = name; }
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额。。似乎不是那么方便阅读，那我们给它格式化一下代码：

static NSString * _I_Student_name(Student * self, SEL _cmd) {
    return (*(NSString **)((char *)self + OBJC_IVAR_$_Student$_name));
    
}
static void _I_Student_setName_(Student * self, SEL _cmd, NSString *name) {
    (*(NSString **)((char *)self + OBJC_IVAR_$_Student$_name)) = name;
    
}
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由此可见，这两个方法是name属性的set方法和get方法的底层实现，它包含了两个隐形参数self和_cmd。我们再来看它的get方法，return返回的是一大串似乎很复杂的东西，噢买糕的。。这都是啥玩意儿，奇奇怪怪的。。。

还记得上一篇文章，提到的x/8gx打印内容吗？里面的属性值打印，是通过地址去访问的。所以由此可以分析出来，上面的get方法renturn的也是一个地址，它等于self首地址+name对应OBJC_IVAR在Student类里的偏移量，这边给大家画个图：

拓展：属性的取值是通过地址来访问，而属性的IVAR在程序编译之后就固定了，所以这也就解释了为什么不能在category里添加实例变量。在分类中，我们定义属性，系统不会帮你自动生成set、get方法，需要你手动实现，这种属性我们通常称之为关联属性。而由于这种属性的关联是动态的，所以一旦程序出错，我们不太容易找到原因，尤其是多人开发的时候。

我这边提供了工程，里面带有编译好的main.cpp文件：
工程百度网盘地址

提取码: i9b7