iOS对象的本质

对象的本质是结构体。这点可以通过编译后的c++代码来加以验证，首先我们先来使用Clang命令来获得编译后的cpp文件。

Clang

clang -rewrite-objc main.m -o main.cpp 把目标文件编译成c++文件

遇到的问题

在编译的过程中，遇到了如下错误：

解决方式

找不到UIKit，对于这种问题，我们可以使用下面的命令来解决：

- clang -rewrite-objc -fobjc-arc -fobjc-runtime=ios-13.0.0 -isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/iPhoneSimulator.platform/Developer/SDKs/iPhoneSimulator14.3.sdk main.m
复制代码

或者使用xcrun，更简洁。
xcode安装的时候顺带安装了xcrun命令，xcrun命令在clang的基础上进行了 一些封装，要更好用一些。

//模拟器
xcrun -sdk iphonesimulator clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main-xx.cpp
复制代码

//真机
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main- xx.cpp
复制代码

如果输出成功，但是找不到对应文件的输出位置，那可以在文件里进行搜索，然后右击选择“在上层文件夹中显示”，就可以找到具体的位置。

验证过程

在main.m中自定义一个类JLObject：

@interface JLObject : NSObject
@property (nonatomic, strong) NSString *name;
@end

//进入NSObject可以看到其成员包含一个isa指针。
@interface NSObject <NSObject> {
    ...
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
    ...
}
复制代码

通过clang命令输出main.m的cpp文件，打开文件查看输出内容，发现有几万行代码，所以需要通过搜索找到我们自定义的类，截取代码如下。

...
typedef struct objc_object JLObject;
...
struct JLObject_IMPL {
	struct NSObject_IMPL NSObject_IVARS;
	NSString *_name;
};
// @property (nonatomic, strong) NSString *name;
...
typedef struct objc_object NSObject;
struct NSObject_IMPL {
	Class isa;
};
...
struct objc_object {
    Class _Nonnull isa __attribute__((deprecated));
};
...
复制代码

可以看出，JLObject在被编后是一个结构体，JLObject_IMPL中包含了一个继承于NSObject_IMPL（NSObject）的成员isa，以及一个自定义成员name。

结论：对象的本质是结构体。

id类型

• 问题一、为什么id可以修饰对象？
• 问题二、为什么id修饰对象时不需要*？

JLObject * obj = [[JLObject alloc]init];
id objc1 = [[JLObject alloc]init];
复制代码

在搜索objc_object结构体的同时，发现Class与id都是objc_object的结构体指针。

typedef struct objc_object *id;
typedef struct objc_object JLObject;
复制代码

从编译后的代码可以得到答案，JLObject是objc_object结构体，id是objc_object结构体指针。

对象在内存中的结构

遇到过一个问题，分析的过程中加深了对对象本质的理解，在这里通过这个问题来分析一下。

问题

如图，obj2可不可以调用方法？可不可以访问成员变量？

@interface JLObject : NSObject
@property (nonatomic, strong) NSString *name;
@end

@implementation JLObject
-(void)sayHello{
    NSLog(@"%s - %@",__func__,self.name);
}
@end
复制代码

结果

• 调用方法：obj2可以调用到sayHello方法
• 属性：obj2的name属性并未赋值，却错误的将obj：<JLObject: 0x6~b0>打印了出来。

分析

1、首先我们要知道，属性及成员变量存于对象开辟的空间中，方法存在于类/元类对象中。

2、对象在栈中存储的只是一个结构体指针，指向堆中对象结构体的起始地址，该地址存储的是isa指针，指向类对象的起始地址。

• 当访问属性(成员变量)时，需要通过结构体指针先拿到结构体的起始地址，然后通过内存平移去访问到具体的成员变量。
• 在访问方法时，则需要通过结构体指针先获取到结构体起始地址，这个地址存储的是isa指针，再通过isa指针拿到类在堆中的首地址，然后通过内存平移以及哈希找到对应方法。

3、在iOS alloc 底层原理中我们得知创建对象的三个重要步骤：计算内存大小、开辟空间、赋予isa指针。

• isa是指向类对象首地址的指针，而obj1同样是指向类对象首地址的指针，所以我们可以认为obj2指向的obj1近似于isa。

结论

根据以上信息可知：

• obj2可以通过obj1访问到类对象，所以可以调用方法。
• obj2没有开辟空间，无法存储/访问属性或成员变量，
• 当obj2访问name时，会先拿到obj2指向的地址obj1，然后会在obj1的地址上平移8位到obj(0x7~b0 = 0x7~a8 + 8)的位置。所以会打印出<JLObject: 0x6~b0>

补充

obj在内存中的结构:

obj2在内存中的结构：