iOS22-NSObject的本质

聊聊iOS中的NSObject对象，同时准备慢慢深入的去了解底层实现，对iOS的认知和知识都能有一个好的进步。

NSObject是我们iOS中大部分Objective-C类的父类（基类/根类），它提供了一些对象的方法、协议等，也是Objective-C面向对象语言的一个基础，我们时常接触，所以就想着探索探索它的本质，揭开它神秘的“面纱”

那我们都知道OC的底层是用C/C++实现的，我们书写的代码最终也是会转到底层就行转换：OC ——> C/C++ ——> 汇编 ——> 机器语言（计算机系统/硬件能识别的语言）这个是一个代码到手机展示的过程

那OC是如何转化为C/C++的呢？OC的对象在C/C++中是什么类型？OC对象的内存是如何分配的？分配多少？下面我们就一起去源码探索下：

苹果源码地址：苹果源码地址 https://opensource.apple.com https://opensource.apple.com/tarballs

NSObject的.h地址

所以在源码中找到NSObject的.m文件，也就是NSObject的.mm的文件（OC与C或者C++混写，文件后缀都是.mm）
Runtime 下载链接
进入后如下图：

Runtime源文件下载地址

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代码区探索start

首先在代码中实例一个NSObject对象，探索一个它的本质是什么？
直接在main.m文件写了，如下：

int main(int argc, char * argv[]) {
    NSObject *objc = [[NSObject alloc]init];
    NSLog(@"我们实例化了一个NSObject对象");
}

我们可以将main.m转换为.cpp文件看一下，具体的操作是在终端cd到.m的文件目录下，ls检查下main.m在不在当前cd的目录下，具体转换代码如下：iphoneos：为真机模式，arm64：输出arm64架构下，main.m为源文件，main.cpp为输出文件

xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main.cpp
然后项目里面会增加一个main.cpp的代码，如下：

main.cpp文件

将cpp文件导入到项目当真，查看代码（直接放入xcode工程会报错，直接不让main.cpp参与编译就可以了）：

移除main.cpp的编译

.cpp中直接搜索NSObject_IMPL，为它的实现。可以看出NSObject本身是一个结构体，中间可以存储多种类型的变量。

NSObject实现

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源码区start

下面我们打开源码去看：
NSObject.h中可以看出：

@interface NSObject  {
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wobjc-interface-ivars"
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#pragma clang diagnostic pop
}
实际上在创建初期，NSObject就有一个成员变量，就是我们的isa，isa的类型是Class，而实际class是一个结构体指针，如下
/// An opaque type that represents an Objective-C class.
typedef struct objc_class *Class;

@interface NSObject  {
    Class isa;
}

上面讲到初始化呢的NSObject其实是只有一个isa指针，但一个isa指针占多少内存？而一个初始化的NSObject所占多少内存呢？我们继续探索：
在上述代码中isa是一个Class类型，是一个指针类型，我们常说的void *p，p就是一个指针，在32位的架构模式下占用4个字节，而64位结构下占用8个字节，现在设备多是64位，所以探索内存以64位为准。
isa指针占用内存是8个字节，那初始化的NSObject *objc；objc也是占用8个字节吗？实际不然。而是16个字节
我们可以在初始化的地方进行验证，在runtime中有一个获取当前对象的大小方法class_getInstanceSize(Class cls)，打印利用该方法获取到的对象大小是8：

class_getInstanceSize方法获取的objc内存大小

但是我们刚才不是说了objc对象，系统是分配了16个字节嘛？怎么回事呢？
实际上我们进入我们之前从苹果官方网站源码就可以知道：
进入源码，搜索class_getInstanceSize，找到其实现方法

class_getInstanceSize实现

alignedInstanceSize方法

从上面应该不难看出，实际这个方法返回的是Class's ivar size，也就是返回的其实是成员变量的size，因为isa指针占用8个字节，所以该方法返回占用内存数就是8字节

那我们继续探索：
我们通过C++的malloc方法，知道这个方法可以直接获取到一个对象的内存地址。所以打印通过malloc.h中的malloc_size方法获取到的内存是多少？
size_t objc_realSize = malloc_size((__bridge const void *)(objc))

objc的内存大小

综上：我们可以得到我们刚开始问的问题，一个OC的对象在C/C++中是结构体类型 struct，系统分配的内存是16个字节，但实际使用是只使用了8个字节（64位模式下）可以利用Debug下-View Memory去查看对应内存地址的值

Debug-View Memory

也可以通过lldb的x指令查看

lldb查看内存对应的值

• 当NSObject类初始化的时候，分配给他16个字节的内存大小，会先把这16个字节的内容清空，如：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
• iOS的内存存储方式是“小端存储”，就是从高地址->低地址进行存储
• 所以说：19 1E 18 FF A1 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 前8个是isa的值，后面是补位，8个补位00 00 00 00 00 00 00 00
• 不难看出19 1E 18 FF A1 01这些都是十六进制值，一个十六进制位=4个二进制位，2个十六进制位=8个二进制位，一个字节=8个二进制位，所以说上图中两个代表一个字节，也就是说： 19 代表一个字节

上述的demo源码

未完待续...