一个OC对象在内存中如何布局?以及一个NSObject对象占用多少内存?
我们知道OC的底层语言是c/c++我们平时编写的OC代码其实都会转成c/c++的代码.
举个
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
}
return 0;
}
在终端输入
clang -rewrite-objc main.m -o main.cpp回车会生成C++,
但是该命令并没有指定平台(mac,windows,iOS),在不同的平台会生成不同的代码,OC代码是一样的.如果没有指定平台,生成的代码文件会比较大.所以我们需要将代码生成我们ios支持的C++代码,更优选择是使用这条命令xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc mian.m -o main-arm64.cpp.
- 在终端
cd到mian.m的同级目录. - 用于
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main-arm64.cpp回车. - 之后会在main.m的同级目录看到新增了一个
main-arm64.cpp的文件 - 打开文件会看见大量的代码,使用快捷键
command + ↓,会看到我们创建的NSObject代码.
解析
xcrun -sdk iphoneos利用xcrun 指定sdk 支持编译iphoneos平台.clangode内置的llvm的编译器前端.-arch arm64arch是架构的意思(指定架构),iOS架构分别是:模拟器(i386),真机分别是 32bit(armv7) 和b4bit(arm64) 从iPhone6 开始基本上是64的系统.所以这里选择 arm64.-rewrite-objc mian.m重写main.m中的OC代码.-o main-arm64.cpp, -o 代表output,以main-arm64.cpp文件的输出.
int main(int argc, const char * argv[]) {
/* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
NSObject *obj = ((NSObject *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)((NSObject *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("NSObject"), sel_registerName("alloc")), sel_registerName("init"));
}
return 0;
}
接着将生成的文件拖拽到项目中去.
之后可以编译通过了.
在
cpp文件中搜索
NSObject_IMPL.
实际上上述的NSObject_IMPL就是代码中的一个NSObject对象的底层实现,也就是OC中的NSObject类的底层实现是C++的结构体支撑的.更为清楚的了解,我们可以Jump to Defintion
进入
NSObject.h文件中看OC是如何定义的.
可以看到OC的定义也是一个结构体.
在结构体中包含了一个 Class isa;的指针,该Class类型是typedef struct objc_class *Class;是一个指向结构体的指针,也即是Class是一个指针.
注意:指针类型在64位的操作系统是占8个字节数,在32为系统中占4个字节数.
总结:一个OC对象在内存中就是一个结构体,该结构体中只有一个isa成员,该isa指针占8个字节数.
思考:一个OC对象在内存中如何布局?
答:一个OC对象在底层中就是一个结构体.
思考:一个NSObject对象占用多少内存?
???(如果回答8个字节数的话,还是不够深入.)
下面在代码中可以引入系统框架来看下输出的结果是什么.
#import // 通过runtime 可以获取一个实例对象的大小
#import // iOS中分配内存的框架
// NSObject Implementation
struct NSObject_IMPL {
Class isa;
};
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
NSLog(@"---> %zd",class_getInstanceSize([NSObject class]));
NSLog(@"===> %zd", malloc_size((__bridge const void *)(obj)));
}
return 0;
}
输出
2018-10-19 18:31:16.729754+0800 MLOC_NSObject[3518:154054] ---> 8
2018-10-19 18:31:16.732002+0800 MLOC_NSObject[3518:154054] ===> 16
结果是不一样的,通过malloc_size可以得到实际的分配内存的大小,但是通过class_getInstanceSize根据名字可以猜测是获取实例对象的大小,(那么就是NSObject的对象吗?),接下来我们可以看下class_getInstanceSize苹果官方是如何实现的(其中Runtime部分代码是开源的).
苹果开源代码
下载最新代码.打开源码搜索
class_getInstanceSize
可以看到class_getInstanceSize的实现了内部调用了alignedInstanceSize点击进入查看下
我们可以看到该方法返回的是一个实例成员变量的大小,并不是一个实例对象的大小,那么系统为什么会分配给我们16个字节数呢?
我们在初始化对象的时候
NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];通过alloc来分配内存的,所有可以通过查看的内部实现是怎么样.
一层层进入最终可以看到下面的方法.得出结论Core Foundation object 对象必须至少16的字节数
size_t instanceSize(size_t extraBytes) {
size_t size = alignedInstanceSize() + extraBytes;
// Core Foundation object 对象必须至少16的字节数
// CF requires all objects be at least 16 bytes.
if (size < 16) size = 16;
return size;
}
总结:一个NSObject对象分配了16个字节数,真正使用的只有8个字节数,
思考:一个NSObject对象占用多少内存?
正确答案:系统分配了16个字节给NSObject对象,(在我们的实际开发中直接通过
malloc_size函数获得,不需要理会).
但是NSObject对象内部只使用了8个字节数(在64bit环境下可以通过class_getInstanceSize函数获得)
小码哥底层原理总结