本文主要讲述了OC对象的本质
面试题引发的思考：
Q: 一个NSObject对象占用多少内存？
#import
#import
#import
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
// 创建一个实例对象，实际上分配多少内存 - 16
NSLog(@"%zd", malloc_size((__bridge const void *)obj));
// 创建一个实例对象，至少需要多少内存 - 8
NSLog(@"%zd", class_getInstanceSize([NSObject class]));
}
return 0;
}
系统分配了16个字节给
NSObject对象（通过malloc_size函数获得）；
OC源码显示，分配给对象的内存为16个字节的倍数，最少为16个字节。NSObject对象内部使用了8个字节的空间（64bit环境下，通过class_getInstanceSize函数获得）。
1. 分析：
- 我们平时编写的OC代码，底层实现其实都是C\C++代码；
- OC的面向对象都是基于C\C++的数据结构实现的。
Q: OC的对象、类主要是基于C\C++的什么数据结构实现的呢？
- 结构体。
将OC代码转换为C\C++代码，使用xcrun：
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc OC源文件 -o 输出的CPP文件
OC生成NSObject对象：
NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];
在main-arm64.cpp中搜索NSObject_IMPL（IMPL即implementation实现）：
由此看出：OC的对象是基于C的结构体实现的。
Q: 那么这个结构体占用多少内存呢？
- 此结构体只有一个成员：
isa指针，而指针在64位架构中占8个字节；
即：一个NSObject对象占用的内存是8个字节。
2. 深入：
Q: 那么一个自定义对象占用多少内存？
实现一个自定义类：
@interface Student : NSObject{
@public
int _no;
int _age;
}
@end
@implementation Student
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
Student *stu = [[Student alloc] init];
stu -> _no = 4;
stu -> _age = 5;
NSLog(@"%@",stu);
}
return 0;
}
@end
同上述步骤生成C++文件，在文件中找出Student_IMPL：
Student_IMPL中第一个参数是NSObject_IMPL的实现，而NSObject_IMPL内部是Class isa；
即struct NSObject_IMPL NSObject_IVARS等同于Class isa，那么可转化为下图代码：
- 此结构体占用的存储空间为：
isa指针(指针8个字节) +_no(int4个字节) +_age(int4个字节) 共16个字节空间，即Sutdent对象占用16个字节的存储空间。
假设stu的地址为0x100400110，Sutdent对象的变量则分别对应以下的地址：
验证一下：
@implementation Student
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
Student *stu = [[Student alloc] init];
// 赋值
stu -> _no = 4;
stu -> _age = 5;
// 强制转化
struct Student_IMPL *stuImpl = (__bridge struct Student_IMPL *)stu;
// 打印出 _no = 4, _age = 5
NSLog(@"_no = %d, _age = %d", stuImpl->_no, stuImpl->_age);
}
return 0;
}
@end
先给Student对象赋值_no = 4, _age = 5，那么它的内存中也存储_no = 4, _age = 5，然后将OC对象强制转换为Student_IMPL结构体，通过结构体的指针访问_no、_age，输出结果也是_no = 4, _age = 5，说明stu这个指针它指向的对象，是结构体，证明了我们的猜想。
3. 延伸：
Q: 以下一个Person对象，一个Student对象占用多少内存空间，即打印结果是什么？
// TODO: ----------------- Person类 -----------------
@interface Person : NSObject {
int _age;
}
@end
@implementation Person
@end
// TODO: ----------------- Student类 -----------------
@interface Student : Person {
int _no;
}
@end
@implementation Student
@end
// TODO: ----------------- main -----------------
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
NSLog(@"Person - %zd Student - %zd",
class_getInstanceSize([Person class]),
class_getInstanceSize([Student class])
);
}
return 0;
}
根据上文可以得出下面的关系图：
Q: 那么上面的打印结果是多少呢？
-
Person - 16 Student - 16。
Q: 奇怪了，不应该打印Person - 12 Student - 16吗？
Person对象确实只使用12个字节，但是由于内存对齐（结构体的大小必须是最大成员大小的倍数）的原因，所以Person对象占用了16个字节；
即isa指针(指针8个字节)的倍数。而OC源码显示，分配给对象的内存为16个字节的倍数，最少为16个字节。
4. 更多：
Q: 以下代码打印结果是什么？
@interface Person : NSObject {
int _age;
int _height;
int _no;
}
@end
@implementation Person
@end
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
Person *p = [[Person alloc] init];
// 24 32
NSLog(@"%zd %zd",
class_getInstanceSize([Person class]),
malloc_size((__bridge const void *)(p)));
}
return 0;
}