浅谈Objective-C对象一

在开发中不得不承认NSObject是个老祖宗，但是NSObject在内存中到底是什么东东呢，今天我们就扒一扒这个老祖宗。
我们在分析问题的同时，我也会提出几个问题。
废话不多说，直接开始用代码来说明。

NSObject

我们先创建一个很简单很干净的命令行项目,代码如下

#import 
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
        NSLog(@"%@",obj);
    }
    return 0;
}

众所周知，OC的底层其实就是C\C++，所以我们不妨把这个main.m的文件转为C++的代码瞅瞅有啥发现没。
打开终端，进入到main.m所在的目录下，借助XCode在真机arm64架构环境下的指令

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

将main.m文件编译成一个C++文件。然后打开main-arm64.cpp文件，可以看到有一个结构体struct NSObject_IMPL

struct NSObject_IMPL {
    Class isa;
};

struct NSObject_IMPL中只有一个Class类型的isa，我们继续找Class，可以看到Class是一个重定义的结构体指针，所以说isa其实就是一个结构体指针，在64位架构中一个指针占用8个字节。那isa到底是干嘛用的？别急，我们稍后说明。

typedef struct objc_class *Class;

问题1：NSObject对象在内存中占用多少内存呢？
问题2：NSObject对象在内存中是怎么布局的呢？
问题3：NSObject对象中的函数、协议方法、存放在哪里呢？
OK，我们看完了NSObject，我们继续看看自定义的子类又是什么情况。

自定义子类

新建一个Person对象，定义两个变量

@interface Person : NSObject
{
    @public
    int _age;
    int _weight;
}
@end
@implementation Person
@end
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Person *p = [[Person alloc] init];
        p->_age = 22;
        p->_weight = 80;
        NSLog(@"%p",p);
    }
    return 0;
}

继续使用上面的指令，看看Person的结构。

struct Person_IMPL {
    struct NSObject_IMPL NSObject_IVARS;
    int _age;
    int _weight;
}

很明显的知道Person的一个实例对象在内存中的布局，除了一个继承自父类的NSObject_IMPL结构体，还有两个成员变量，我们已经知道NSObject_IMPL结构体中只有一个isa指针，所有我们将Person_IMPL改造如下

struct Person_IMPL {
    Class isa;
    int _age;
    int _weight;
}

接下来，我们就验证Person实例在内存中，到底是不是这样的一个结构体。

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Person *p = [[Person alloc] init];
        p->_age = 22;
        p->_weight = 80;
        // 进行指针强转
        struct Person_IMPL *person = (__bridge struct Person_IMPL *)p;
        NSLog(@"_age:%d , _weight:%d",person->_age,person->_weight);
    }
    return 0;
}

将OC的指针，强转为结构体指针后，再通过结构体获取age和weight和Person实例赋值的数据是一样的。

log：浅谈NSObject对象[1631:219736] _age:22 , _weight:80

ok，到此我们已经证明了自定义对象的实例在内存中的布局除了一个isa指针，还有他的成员变量的值，没错，就是成员变量的值。那怎么证明我所说的呢？

通过XCode或者是lldb窥探对象的内存

XCode

XCode窥探内存.png

1.先打断点，然后通过View Memory查看。

View Memory.png

可能有人会问，age的位置不是16 00 00 00么。首先要明白，内存寻址是从大到小的，所以，age位存放的16进制应该是 0x00000016，同理weight也是如此。

lldb

memory read 数量格式字节数内存地址
其中memory read可以替换为x，如下:
x 数量格式字节数内存地址

注释

数量：每次读取多少个数据
格式：
- x表示16进制
- f浮点类型
- d十进制类型
字节数：
- b 1个字节
- h 2个字节
- w 4个字节
- g 8个字节

使用x/4xw 0x100426dd0调试，窥探的p的内存结果是:

0x100426dd0: 0x00001191 0x001d8001 0x00000016 0x00000050

总结
一个对象的实例在内存中的局部其实就是一个结构体，其中包含了一个isa指针和所有成员变量的值，也会你还会有疑问对象中的对象方法、类方法、属性、协议等的存放位置。不着急，我们会在稍后的文章中继续来扒一扒这些东西，并且也会详细的说明isa的作用。
小的不才，如有bug请指正。