OC类原理-对象的本质-一一网

在说到对象的本质前，我们按照惯例通过一段代码来拉开我们对象的序幕。

同样是4个BOOL类型的结构体，凭什么struct1要占3个字节，而struct2只需要1个字节了，这是神马操作？

小伙伴，这就是位域！

位域

在内存存储过程中，有些信息（男/女）存储实际只需要1位就能解决，但使用过程，但却使用了1整个字节（1字节 = 8位），这种就是内存的浪费了。而为了避免这种内存浪费，就有了位域。

位域表示二进制位从右往左排布。比如上面struct1和struct2的各个变量分别的内存排布如下：

联合体

与结构体对应的数据类型就是联合体了，也叫共同体，我们下面通过一段示例了解下什么叫联合体。

从代码结果可以得到结果：

联合体中修改其中的某个变量会覆盖其他变量的值。
联合体所有的变量共用一块内存，变量之间互斥。所以联合体也叫共同体

联合体的优点就是内存更为节省，缺点是不够包容！！

对象的本质

研究本质前，我们了解下编译器Clang。

Clang 是一个C语言、C++、Objective-C语言的轻量级编译器，是由Apple主导编写的
Clang 主要用于把源文件编译成底层文件，比如把main.m 文件编译成main.cpp、main.o或者可执行文件。便于观察底层的逻辑结构，便于我们探究底层。

Clang 终端编译命令

//UIKit报错
clang -x objective-c -rewrite-objc -isysroot /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/iPhoneSimulator.platform/Developer/SDKs/iPhoneSimulator.sdk main.m
// xcrun命令基于clang基础上进行了封装更好用
//3、模拟器编译
 xcrun -sdk iphonesimulator clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main-arm64.cpp 
//4、真机编译
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main- arm64.cpp
复制代码

将下面代码通过Clang编译：

{
    NSString * height;
}
@property(nonatomic,  copy)NSString   *LWname;
@property(nonatomic,assign)NSInteger  age;
@end

@implementation LWPerson

@end

int main(int argc, char * argv[]) {
  
    @autoreleasepool {
    }
    return 0;
}
复制代码

编译结果：

#define _REWRITER_typedef_NSObject
typedef struct objc_object NSObject;
typedef struct {} _objc_exc_NSObject;
#endif

struct NSObject_IMPL {
	Class isa;
};

extern "C" unsigned long OBJC_IVAR_$_LWPerson$_LWname;
extern "C" unsigned long OBJC_IVAR_$_LWPerson$_age;
struct LWPerson_IMPL {
	struct NSObject_IMPL NSObject_IVARS;
	double  height;
	NSString *_LWname;
	NSInteger _age;
};

// @property(nonatomic, copy)NSString *LWname;
// @property(nonatomic,assign)NSInteger age;
/* @end */

// @implementation LWPerson

复制代码

通过编译结果我们分析如下：

Class类型实际是 objc_class类型的结构体指针，objc_class是所有类的底层实现。在此我们猜测isa可能跟类信息存在着重要的关联。
NSObject的底层实际是objc_object，在OC中基本上所有的对象都是继承NSObject，但是真正的底层实现是objc_object的结构体类型。而obcj_object的成员变量结构体都是Class isa。

所以，我们的对象实际情况：

对象的本质是结构体
Person的isa是继承NSObject中的isa
NSObject中只有一个成员变量那就是isa

`isa`关联类

通过alloc流程 alloc –> _objc_rootAlloc –> callAlloc –> _objc_rootAllocWithZone –> _class_createInstanceFromZone，断点在 obj->initInstanceIsa，进入obj->initInstanceIsa
inline void 断点进入initIsa

我们发现了isa的结构类型是isa_t，进入isa_t

从这段源码我们可以知道：

isa的结构体是isa_t,查看isa_t结构体，可以看到内部实际内容存储格式是宏定义ISA_BITFIELD，继续查看：

这里我们就知道了，isa除了包含指针，还以位域的形式存储了很多其他信息，具体信息跟位域就不一一说明，可以直接查看。

nonpointer :是否对isa指针进行优化 0表示纯isa，1表示包含了其他信息
has_accos :是否关联对象，0表示未关联，1表示有关联
hac_cxx_dtor :是否有析构函数，如果有析构函数，则需要做析构逻辑，没有，则释放对象
shiftcls :类，指针地址，开启指针优化的情况下，在arm64架构中有33位用来存储类指针，x86_64架构中占44位
magic :调试器判断当前对象是真的对象还是没有初始化的空间
weakly_referenced :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
unused :是否被释放
has_sidetable_rc :是否有其他列表存储，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 :该对象的引用计数值，实际上引用计数值减1，例如，如果对象的引用计数为10，那么extra_rc为9，如果大于10，就需要用到上面的has_sidetable_rc

isa结构总结

isa分为nonpointer类型和非nonpointer。非nonpointer类型只是一个纯指针，nonpointer还包含了类的信息
isa是联合体+位域的方式存储信息的。采用这种方式的有点就是节省大量内存。万物皆对象，只要是对象就有isa指针，大量的isa就占用了很多内存，联合体公用一块内存节省了部分内存，而位域更是在节省内存的基础上存储了信息，可以说isa指针的内存得到了充分的利用。