上一篇文章我们讲到 alloc 在开辟内存空间之前,对对要分配的内存空间提前进行计算,并最终使用 16 字节对其方法进行对其,提升了读取的效率。但是16 字节对其之前,如何计算对象实际需要的空间呢?
1. 对象内存分析
先展示一段测试代码
@interface LGPerson : NSObject
@property (nonatomic, strong) NSString *name;
@property (nonatomic, strong) NSString *name1;
@property (nonatomic, assign) short a;
@property (nonatomic, assign) int b;
@property (nonatomic, assign) double c;
@end
// 调用
LGPerson *person = [[LGPerson alloc] init];
NSLog(@"sizeof——%lu", sizeof([person class]));
NSLog(@"class_getInstanceSize——%lu", class_getInstanceSize([person class]));
NSLog(@"malloc_size——%lu", malloc_size((__bridge const void *)(person)));
sizeof——8
class_getInstanceSize——40
malloc_size——48
这里可以发现,对于类本身,sizeof 可以查询到它所占用的地址空间只有 8 位。
而 class_getInstanceSize 为何是 40?没有 16 进制对其?
其实 class_getInstanceSize 获取到的是实例对象实际需要占用的内存空间,而且实际使用一般只会做 8 字节对齐。
而 malloc_size 则是系统实际为该实例对象分配的空间。也就是经过 16 字节对其后的效果。
2. 结构体内存对齐
看完了对象,我们看下结构体是如何进行内存对齐的。(实际上要比对象对其要简单些,并且不涉及 16 进制对其的优化,能更直观的得出内存空间实际占用的计算)
预备知识
在展示实例之前,我们先看下实例中用到的类型的内存空间情况
NSLog(@"double size %lu", sizeof(double));
NSLog(@"int size%lu", sizeof(int));
NSLog(@"short size %lu", sizeof(short));
NSLog(@"char size %lu", sizeof(char));
NSLog(@"NSString size %lu", sizeof(NSString *));
// double size 8
// int size 4
// short size 2
// char size 1
// NSString * size 8(存储地址)
初级案例
ok,这些类型的空间大小大家应该熟悉了。下面介绍实例
typedef struct Str1 {
int o;
short s;
char a;
double c;
NSString *x;
} S1;
typedef struct Str2 {
double a;
int d;
short b;
char c;
S1 s1;
} S2;
NSLog(@"%lu", sizeof(S1)); // 24
NSLog(@"%lu", sizeof(S2)); // 40
我们先来看下结构体 Str1 的内存大小 - 16。
实际上,基础类型的存储位置为栈内存,而结构体的存储也使用了内存对其的技术,用于减少 cpu� 的访问内存次数,提升读取效率。
首先我们需要了解一下结构体内存对其的规则:
- 结构体变量的首地址是其最长基本类型成员的整数倍;
- 结构体每个成员相对于结构体首地址的偏移量(offset)都是成员大小的整数倍,如不满足,对前一个成员填充字节以满足;
- 结构体的总大小为结构体最大基本类型成员变量大小的整数倍;
- 结构体中的成员变量都是分配在连续的内存空间中。
typedef struct Str1 {
int o; // 占用 4 字节,分别为 0 ~ 3
short s; // 占用 2 字节,分别为 4 ~ 5
char a; // 占用 1 字节, 分别为 6
NSString *x; // 占用8字节, 但由于规则2限制,需要对空间 7 进行填充,实际存储位置为 8 ~ 15
double c; // 占用8字节,分别为 16 - 23
} S1; // 根据规则3,最大成员大小为8,0~23 总共占用24字节,刚好符合 8 的倍数。
NSLog(@"%lu", S1); // 24
所以,根据规则,我们得出上述结构体 Str1 内存大小为 24 字节。
进阶案例
上面案例中,str2 是一个嵌套类型结构体,他的大小又是如何求得的呢?
知识点:结构体嵌套的内存对其方式
如果一个结构体B里嵌套另一个结构体A,还是以最大成员类型的字节对齐,但是结构体A存储起点为A内部最大成员整数倍的地方。(struct B里存有struct A,A里有char,int,double等成员,那A应该从8的整数倍开始存储。),结构体A中的成员的对齐规则仍满足自身的规则
typedef struct Str2 {
double a; // 8字节 0 ~ 7
int d; // 4 字节: 8 ~ 11
short b; // 2字节: 12 ~ 13
char c; // 1字节: 14
S1 s1; // 根据上面的结果,此处大小为 24 字节。此处需要注意,依据结构体嵌套对其方式,存储起始点则为最长 8 字节的倍数,即 16 ~ 39
} S2; // 综上,40 刚好为 8 的整数倍。即如 sizeof 得出的结果为,40