窺探iOS底層實現--OC對象的分類：instance、class、meta-calss對象的isa和superclass - 掘金
...
問題： 一個NSObject對象占用多少個內存?
int main(int argc, char * argv[]) {
@autoreleasepool {
NSObject *obj = [[NSObject alloc]init];
/// obj對象占用了多少內存？
}
}
return 0;
Objective-c的本質：
平時我們編寫的Objective-c的代碼，底層的實現其實都是C/C++的代碼。
所以Objective-c 的面向對象都是基于C/C++的數據結構實現的。
思考問題： Objective-C的對象、類主要是基于C\C++的什么數據結構實現的？
///> Student類
@interface Student: NSObject{
@public
int _no;
int _age;
}
@end
@implementation Student
@end
int main(int argc, char * argv[]) {
@autoreleasepool {
NSObject *obj = [[NSObject alloc]init];
/// obj對象占用了多少內存？
}
}
return 0;
如果Objective-c的對象轉成C/C++的代碼實際上最重轉成了C
/C++的機構體。
那么我們怎么把OC的代碼轉換成C/C++的代碼呢？
-
終端進入到程序的目錄下：
OC_終端目錄.png
-
輸入命令行
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc OC源文件 -o 輸出的CPP文件 eg: xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main-arm64.cpp 然后機會生成一個main-arm64.cpp的文件 這里面就是我們的C/C++的實現。
如果需要鏈接其他框架，使用-framework參數。比如-framework UIKit
-
在生成main-arm64.cpp 內搜索 NSObject_IMPL
- NSObject_IMPL: NSObject Implementation
- NSObject在內存中其實就是
///> NSObject_IMPL
struct NSObject_IMPL {
Class isa; /// isa
};
NSObject的底層實現結構圖
上圖實際上NSObject對象中存在一個isa指針，isa指針在64位系統中占用8個字節，在32位的系統中占用4個字節，目前用的是64位系統，所以在我們NSObject中isa指針會占用8個字節。CLass isa的內部實現為結構體。
/// class 其實就是一個指針 指向一個結構體的指針
typedef struct objc_class *Class
/// 創建并分配存儲空間
NSObject *obj = [[NSObject alloc]init];
假設我們NSObject對象分配了一塊存儲空間，假設之后8個字節，在這8個字節中我們只放了isa指針，假設我們的isa的地址為0x100400110，這個isa的地址就是結構體的地址。所以說obj的地址就是0x100400110。
NSObject占用的內存
#import <malloc/malloc.h>
#import <OBJC/runtime.h>
///> main
int main(int argc, char * argv[]) {
@autoreleasepool {
NSObject *obj = [[NSObject alloc]init];
///> 獲得NSObject類的實例對象的大小
NSLog(@"%zd", class_getInstanceSize([NSObject class]));
///> 獲取obj指針指向內存的大小
NSLog(@"%zd", malloc_size((__bridge const void *)obj));
/**輸出結果
8
16
*/
}
return 0;
}
-
首先我們用的Runtime的 class_getInstanceSize()方法去查看 NSObject類的實例對象的大小
- 傳入 類 class
- 注意： Instance 實例，返回一個類的實例大小占用了內存空間的大小為8
-
然后我們用malloc_size的方法去查看obj指針指向內存的大小 為16；
- 傳入obj的指針（會有錯誤提示 然后寫上橋接就好了(__bridge const void *) ）
malloc_size 為什么是16接下來我們可以去查看源碼去解決問題：
源碼地址：Source Browser:OBJective-c源碼
找到objc4，下載版本號最大的就是最新的源碼去查看
alloc本質調用的是allocWithZone。 在源碼中搜索allocWithZone
在底層代碼中間我們找到allocWithZone的底層方法。發現obj是由class_cerateInstance(cls,0)創建出來的。
然后我們在進入_class_createInstanceFromZone(cls, extraBytes, nil);
進入后會看到calloc(1,size)的alloc的實現代碼，傳入了一個size，size是instanceSize(extraBytes)得到的，我們再次進入
規定對象的字節至少是16個字節，
當我們的分配的size值小于16是 會把size設置為16
我們size傳進來的就是alignedInstanceSize() 就是我們傳進來的實例變量的大小 為8 所以當小于16的時候底層代碼中返回的就是16 ， 所以分配的內存大小至少是16。
-
一個NSObject對象占用多少內存？系統分配了16個字節給NSObject對象（通過malloc_size函數獲得）但NSObject對象內部只使用了8個字節的空間（64bit環境下，可以通過class_getInstanceSize函數獲得
自定義NSObject 占用的內存
#import <malloc/malloc.h>
#import <OBJC/runtime.h>
///> Student類
@interface Student: NSObject{
@public
int _no;
int _age;
}
///> 實際底層的結構體 結構
//struct Student_IMPL{
// Class isa,
// int _no,
// int _age;
//}
@end
@implementation Student
@end
///> main
int main(int argc, char * argv[]) {
@autoreleasepool {
NSObject *obj = [[NSObject alloc]init];
Student *stu = [[Student alloc]init];
stu->_no = 4;
stu->_age = 5;
NSLog(@"no:%d, age:%d",stu->_no, stu->_age);
NSLog(@"%zd", class_getInstanceSize([Student class]));
NSLog(@"%zd", malloc_size((__bridge const void *)stu));
/**輸出結果
no:4, age:5
16
16
*/
}
return 0;
}
- 當我們自定義一個NSObject的時候實際底層會有三個成員變量，isa指針占用8個字節，_no占用4個字節 _age真用4個字節，所以我們最后的結果為16，16
思考： 如果我的Student有三個成員變量 那么會占用對少個字節？ （class_getInstanceSize([Student class]) 的輸出是多少？ malloc_size((__bridge const void *)stu的輸出是多少？ ）
#import <malloc/malloc.h>
#import <OBJC/runtime.h>
///> Student類
@interface Student: NSObject{
@public
int _no;
int _age;
int _gender;
}
///> 實際底層的結構體 結構
//struct Student_IMPL{
// Class isa,
// int _no,
// int _age;
// int _gender;
//}
@end
@implementation Student
@end
///> main
int main(int argc, char * argv[]) {
@autoreleasepool {
NSObject *obj = [[NSObject alloc]init];
Student *stu = [[Student alloc]init];
stu->_no = 4;
stu->_age = 5;
stu->_gender = 0;
NSLog(@"%zd", class_getInstanceSize([Student class]));
NSLog(@"%zd", malloc_size((__bridge const void *)stu));
/**輸出結果
24
32
*/
}
return 0;
}
- 最重的輸出結果為：
- class_getInstanceSize： 24
- malloc_size： 32
isa:占用8個字節，_no:占用4個字節，_age:占用4個字節， _gender:占用4個字節, 不應該是一共占用了20個自己嗎？為什么是24個呢？
為什么會是24和32呢？？？？
接下來我們就要對內存對齊的知識點作為一個了解 將在下一篇文章中講解
