我们平时编写的Objective-C代码，底层实现其实都是C\C++代码
将Objective-C代码转换为C\C++代码
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc OC源文件 -o 输出的CPP文件
如果需要链接其他框架，使用-framework参数，比如-framework UIKit
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main-arm64.cpp生成 main-arm64.cpp 一般直接就那这个用了
clang -rewrite-objc main.m -o main.cpp 这种方式没有指定架构例如arm64架构 其中cpp代表（c plus plus）
下面一起看一下NSObject的底层实现到底是怎样的
我们可以通过两种方式查看
- main-arm64.cpp文件中查找
struct NSObject_IMPL {
Class isa;
};
typedef struct objc_class *Class;
struct objc_object {
Class _Nonnull isa __attribute__((deprecated));
};
OC对象的isa指针代表对象的首地址
一个OC对象占用多少内存？
NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
// 获得NSObject实例对象的成员变量所占用的大小 >> 8
NSLog(@"%zd", class_getInstanceSize([NSObject class]));
// 获得obj指针所指向内存的大小 >> 16
NSLog(@"%zd", malloc_size((__bridge const void *)obj));
内存对齐原则：结构体的大小必须是最大成员大小的倍数（整数倍）
struct Person_IMPL {
struct NSObject_IMPL NSObject_IVARS; // 8
int _age; // 4
}; // 16
struct Student_IMPL {
struct Person_IMPL Person_IVARS; // 16
int _no; // 4
}; // 16
这个是个比较特殊的，因为上面这个结构体没有占满16个字节，所以_no会利用剩余的4个字节
struct Student_IMPL {
Class isa;
int _no;
int _age;
};
@interface Student : NSObject
{
@public
int _no;
int _age;
}
@end
@implementation Student
@end
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
Student *stu = [[Student alloc] init];
stu->_no = 4;
stu->_age = 5;
NSLog(@"%zd", class_getInstanceSize([Student class]));
NSLog(@"%zd", malloc_size((__bridge const void *)stu));
struct Student_IMPL *stuImpl = (__bridge struct Student_IMPL *)stu;
NSLog(@"no is %d, age is %d", stuImpl->_no, stuImpl->_age);
}
return 0;
}
class_getInstanceSize方法我们在runtime源码中可以看到
size_t class_getInstanceSize(Class cls)
{
if (!cls) return 0;
return cls->alignedInstanceSize();
}
// Class's ivar size rounded up to a pointer-size boundary.
uint32_t alignedInstanceSize() {
return word_align(unalignedInstanceSize());
}
查看对象的内存
再来看一下allocWithZone的底层实现
进入下面的这个函数
static __attribute__((always_inline))
id
_class_createInstanceFromZone(Class cls, size_t extraBytes, void *zone,
bool cxxConstruct = true,
size_t *outAllocatedSize = nil)
其中有如下的方法调用
size_t size = cls->instanceSize(extraBytes);
size_t instanceSize(size_t extraBytes) {
size_t size = alignedInstanceSize() + extraBytes;//对齐过的实例变量大小
// CF requires all objects be at least 16 bytes.//CoreFund
if (size < 16) size = 16;
return size;
}
if (size < 16) size = 16;由此可以得出苹果硬性规定的是16个字节
libmalloc ，系统分配内存源码
系统分配的内存，一般都是16的倍数
OC对象的分类
Objective-C中的对象，简称OC对象，主要可以分为3种
- instance对象（实例对象）
- class对象（类对象）
- meta-class对象（元类对象）
instance对象
instance对象就是通过类alloc出来的对象，每次调用alloc都会产生新的instance对象
如果有两个对象object1、object2是NSObject的instance对象（实例对象）
它们是不同的两个对象，分别占据着两块不同的内存
instance对象在内存中存储的信息包括：
- isa指针
- 其他成员变量
class对象
成员变量的描述信息，是在class对象中
Class objectClass1 = [object1 class];
Class objectClass2 = [object2 class];
Class objectClass3 = object_getClass(object1);
Class objectClass4 = object_getClass(object2);
Class objectClass5 = [NSObject class];
objectClass1 ~ objectClass5都是NSObject的class对象（类对象）
它们是同一个对象。每个类在内存中有且只有一个class对象
class对象在内存中存储的信息主要包括
- 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）
- ......
meta-class
objectMetaClass是NSObject的meta-class对象（元类对象）
每个类在内存中有且只有一个meta-class对象
meta-class对象和class对象的内存结构是一样的，但是用途不一样，在内存中存储的信息主要包括
- isa指针
- superclass指针
- 类的类方法信息（class method）
- ......
将类对象当做参数传入，获得元类对象
Class objectMetaClass = object_getClass(objectClass);
元数据:描述数据的数据
查看Class是否为meta-class
#import
class_isMetaClass(objectMetaClass)
注意：以下代码获取的objectClass是class对象，并不是meta-class对象
class 这个oc方法返回的永远都是class对象，无法获取到元类对象，因为class方法的实现的特殊
/***********************************************************************
* object_getClass.
* Locking: None. If you add locking, tell gdb (rdar://7516456).
**********************************************************************/
Class object_getClass(id obj)
{
if (obj) return obj->getIsa();
else return Nil;
}
因为方法返回的是对象的isa指针所以
- 如果是instanse对象，返回class对象
- 如果是class对象，返回meta-class对象
- 如果是meta-class对象，返回NSObject的meta-class对象
runtime方法介绍
1.Class objc_getClass(const char *aClassName)
1> 传入字符串类名
2> 返回对应的类对象
2.Class object_getClass(id obj)
1> 传入的obj可能是instance对象、class对象、meta-class对象
2> 返回值
a) 如果是instance对象，返回class对象
b) 如果是class对象，返回meta-class对象
c) 如果是meta-class对象，返回NSObject（基类）的meta-class对象
3.- (Class)class、+ (Class)class
1> 返回的就是类对象
- (Class) {
return self->isa;
}
+ (Class) {
return self;
}
QA
- Objective-C的对象、类主要是基于C\C++的什么数据结构实现的？
Objective-C的面向对象都是基于C\C++的数据结构实现的
- 为什么不将方法放到实例对象里面
因为只有一份就够了，多个对象只有成员变量才需要每个对象都有一份
- 一个NSObject对象占用多少内存？
系统分配了16个字节给NSObject对象（通过malloc_size函数获得）
但NSObject对象内部只使用了8个字节的空间（64bit环境下，可以通过class_getInstanceSize函数获得）
-
import
class_getInstanceSize([NSObject class]);//获取实例变量的内存占用
-
import
malloc_size((__bridge const void *)obj);//系统为对象分配的内存
- 为什么要学习原理
1. 面试肯定是要问的
2. 了解本质可以更快学习新的框架
3. 学其他语言也一样
总结：
学习技巧：看源码---要有足够的只是储备，才能更好地看懂源码
苹果源码网站
