Object-C对象本质

OC中对象类型

1. instance 实例对象

   • isa指针

   • 其他成员变量

2. class 类对象

   • isa指针
   • superclass指针
   • 类的属性信息（@property）、类的对象方法信息（instance method）
   • 类的协议信息（protocol）、类的成员变量信息（ivar）

3. meta-class 元类对象

   • isa指针
   • superclass指针
   • 类的类方法信息（class method）

获取对象的方法：

// 实例对象
NSObject * instanceObj = [NSObject new];
// 类对象
Class classClass = [instanceObj class];
Class classClass = object_getClass(instanceObj);
// 元类对象
Class metaClass = object_getClass([NSObject class]);
Class metaClass = objc_getMetaClass([NSStringFromClass([NSObject class]) UTF8String]);

验证是否是元类对象的方法

// NO
BOOL isMetaClass = class_isMetaClass([NSObject class]);

三个对象间的关系：

isa.jpeg

底层结构

1. 查看OC对象结构的方法

   • 通过终端指令将OC转化为c++代码：

     xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main_arm64.cpp
     

   • 下载objc4查看官方源码

2. NSObject的本质就是C++中的结构体:

   struct NSObject_IMPL {
       Class isa;
   };
   

3. Class结构，就是objc_class，继承自objc_object

   1. objc_class结构

      struct objc_class : objc_object {
          // 父类
          Class superclass;
          // 方法的缓存。缓存指针和 vtable，加速方法的调用
          cache_t cache; 
          // 具体的类信息。存储类的方法、属性、遵循的协议等信息的地方
          class_data_bits_t bits; 
      
            // 存放着当前类的属性、实例变量、方法、协议等等
          class_rw_t *data() const {
              return bits.data();
          }
          void setData(class_rw_t *newData) {
              bits.setData(newData);
          }
            // ....其他方法
      }
      

   2. cache_t结构

      struct cache_t {
        // 一个散列表，用来存储 缓存方法的 sel 和 imp
        struct bucket_t *_buckets;
        // 有2个作用，
        // 1: 作为当前可存储的最大容量；
        // 2: 作为掩码，取已缓存方法在 _buckets 中的下标
        mask_t _mask;  
        uint16_t                   _flags;
        //  _buckets 中 已缓存的方法数量
        uint16_t                   _occupied;
        
        // ...其他方法
      }
      
      struct bucket_t {
        // 类成员方法的指针，但不同于C语言中的函数指针，函数指针直接保存了方法的地址，但SEL只是方法编号
        explicit_atomic<SEL> _sel;
        // 一个函数指针,保存了方法的地址
        explicit_atomic<uintptr_t> _imp;
      }
      

   3. class_data_bits_t的核心代码是:

      class_rw_t* data() const {}
      

   4. class_rw_t结构

      struct class_rw_t {
        // 不可变属性内容
        const class_ro_t *ro() const {}
        // 方法列表
        const method_array_t methods() const {}
        // 属性列表
        const property_array_t properties() const {}
        // 协议列表
        const protocol_array_t protocols() const {}
      }
      

   5. class_ro_t结构

      struct class_ro_t {  uint32_t flags;  uint32_t instanceStart;  // 实例对象占用的内存空间  uint32_t instanceSize;#ifdef __LP64__  uint32_t reserved;#endif  union {      const uint8_t * ivarLayout;      Class nonMetaclass;  };  // 类名  explicit_atomic<const char *> name;  void *baseMethodList;  protocol_list_t * baseProtocols;  // 成员变量列表  const ivar_list_t * ivars;  const uint8_t * weakIvarLayout;  property_list_t *baseProperties;}
      

内存分配

1. sizeof：
   

   运算符,获取类型大小，程序编译时获取

2. class_getInstanceSize：
   

   函数，运行时获取，实例变量实际占用的内存大小，内存对齐以8对齐

3. malloc_size：
   

   函数，实例变量在堆中分配的内存大小，内存大小是16的倍数