iOS底层原理探究- NSObject 所占内存

iOS底层原理探究- NSObject 所占内存

面向对象的Objective-C

我们平时写的 OC 代码底层实现为 C/C++ 代码，因为 Runtime 让 OC 具备了面向对象的特点，而后底层的 C/C++ 会转换成底层的 汇编 代码，最终被被解析成计算机能识别的 机器语言 。而 OC 中的类，正是正是基于 C/C++ 的结构体实现的。我们可以通过 clang 命令将我们平时所写的 OC 代码转换为 C/C++ 代码。这是转换代码：

xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc 源文件名 -o 目标文件名

如果需要链接其他框架，使用 -framework参数 比如 -framework UIKit

如： 我们进入源文件所在的目录，执行 xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main.cpp 会在当前目录生成一个main.cpp的文件，这就是一个最简单的OC文件的 C++ 实现。

通过转换之后我们很容易找到 NSObject 类的真正实现：

struct NSObject_IMPL {
    Class isa;
};

只有一个 名为 isa 的 Class 实例。继续探寻 Class 的声明：

/// An opaque type that represents an Objective-C class.
typedef struct objc_class *Class;

发现 Class 实际上是一个指向 objc_class 的结构体指针。

也就是说 NSObject 最终声明为一个 指向结构体 objc_class 的名为 isa 的结构体指针。既然是指针，在32位系统中占 4个 字节，在64位系统中占 8 个字节。如何查看自己的Mac是多少位呢？可以在终端 输入 uname -a 若末尾显示 x86_64 则代表是64位系统，如果末尾显示 i686 则代表是32 系统。目前我们所使用的大多都是 64 位。

使用 Runtime 中 class_getInstanceSize 输出一个类的实例对象的成员变量的大小

        NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
        NSLog(@"%zd",class_getInstanceSize([obj class]));

输出：

Snip20180529_3

由此可见，一个 NSObject 只有一个成员变量 即 isa，它所占 8 个字节的大小。
我们可通过 objc4源码得出此结论。

Snip20180529_4

Snip20180529_5

Class's ivar size rounded up to a pointer-size boundary.
一个类的所有成员变量所占用的空间。

那在 OC 中一个 NSObject 对象占用8个字节吗？答案是否定的，我们继续分析。

使用 malloc_size(const void *ptr) 输出一个类实际分配的内存大小

        NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
        NSLog(@"%zd",malloc_size((__bridge const void *)obj));

输出：

2018-05-29 07:40:24.270554+0800 XWTest0[25108:1196172] 16

此外我们也可以用这种方式来证明一个NSObject对象占 16 个字节

我们知道在 OC 的对象实例中， 真正给对象分配内存的方式是

+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone OBJC_SWIFT_UNAVAILABLE("use object initializers instead");

我们可以探究 allocWithZone 方法的底层实现, 同样查看Apple开源的OC源码 objc4源码

Snip20180602_1

Snip20180602_2

Snip20180602_3

Snip20180602_4

所有的OC对象至少为16字节。进一步证明 NSObject类实际所占用的内存空间为 16 个字节