首先定义一个Swift类,打断点,进入到汇编模式;
会看callq一个__allocating_init()函数,沿着此函数开始Swift类的探索
设置符号断点:__allocating_init,发现其调用了swift_allocObject;
进入到swift_allocObject,其属于libswiftCore.dylib,然后进入到底层源码
_swift_allocObject源码可知,主要有以下几个部分
1、通过swift_slowAlloc开辟空间并进行内存对齐
2、通过new (object) HeapObject(metadata); 初始化一个实例对象
3、返回对象是HeapObject,所以当前对象的内存结构就是HeapObject的内存结构
进入到swift_slowAlloc源码,主要就是通过malloc在堆内存中开辟size大小的内存空间,并返回内存地址(主要是用于存储实例变量)
HeapObject是一个结构体;
初始化HeapObject需要两个参数metadata (HeapMetadata),refCounts(InlineRefCounts)
其中:
HeapMetadata是一个结构体占8个字节;
refCounts是引用计数,类型是:InlineRefCounts,而InlineRefCounts是RefCounts的一个别名,占8个字节
typedef RefCounts
InlineRefCounts;
分析至此可知:
1、对于对象来说,其本质是一个HeapObject结构体,默认16字节内存大小
2、Swift内存分配流程是:__allocating_init --> swift_allocObject --> _swift_allocObject_ --> swift_slowAlloc --> malloc
HeapMetadata类型分析:
HeapMetadata是TargetHeapMetadata的别名,接收一个参数InProcess
进入TargetHeapMetadata类源码,发现其继承自TargetMetadata:
TargetHeapMetadata本质上是一个模版类型,其中定义了一些所需的数据结构;
其构造方法TargetHeapMetadata传入一个MetadataKind类型的参数(通过前面分析可知,此处的kind就是InProcess)
在TargetMetadata源码中可知,有Kind属性,kind的类型就是之前传入的Inprocess.
通过TargetHeapMetadata和TargetMetadata可知kind的类型是MetadataKind;
进入其源码发现类型其实就是uint32_t,主要作用就是区分是哪种类型的元数据
进入到MetadataKind.def中,其中记录了所有类型的元数据;
明确了kind的作用,回到TargetMetadata中,找到getClassObject方法,在该方法中去匹配kind,返回值是TargetClassMetadata
通过上图中红色框中内容可知,如果是swift原生则直接将this强转为ClassMetadata
using ClassMetadata = TargetClassMetadata
;
进入到TaretClassMetadata中,其继承自:TargetAnyClassMetadata,看其源码有如下属性,这些属性也是类结构的部分
TargetClassMetadata中的属性:
ClassFlags Flags; //swift特有的标志
uint32_t InstanceAddressPoint; //实例独享内存首地址
uint32_t InstanceSize; //实例对象内存大小
uint16_t InstanceAlignMask; //实例对象内存对齐方式
uint16_t Reserved; //运行时保留字段
uint32_t ClassSize; //类的内存大小
uint32_t ClassAddressPoint; //类的内存首地址
进入到TargetAnyClassMetadata,发现其继承自TargetHeapMetadata
通过以上源码分析可知:
当metadata的kind为Class时,继承关系如下:
1、TargetClassMetadata --->TargetAnyClassMetadata-->TargetHeapMatadata-->TargetMetadata
2、当前类返回的实际类型是TargetClassMetadata,而TargetMatedata中只有一个属性Kind;TargetAnyClassClassMetadata有4个属性:Kind、Superclass、CacheData、Data
3、当前class存放的属性由 TargetClassMetadata属性+TargetAnyClassMetadata属性+TargetMetaData属性构成
即:
struct swift_class_t: NSObject {
void *kind; //相当于oc中的iSA
void *superClass;
void *cacheData;
void *data;
ClassFlags Flags; //swift特有的标志
uint32_t InstanceAddressPoint; //实例独享内存首地址
uint32_t InstanceSize; //实例对象内存大小
uint16_t InstanceAlignMask; //实例对象内存对齐方式
uint16_t Reserved; //运行时保留字段
uint32_t ClassSize; //类的内存大小
uint32_t ClassAddressPoint; //类的内存首地址
void *description;
...
}
Swift与OC的对比
1、实例对象:
OC中的实例对象本质是结构体,通过底层的objc_object模版创建,类是继承自objc_class
Swift中的实例对象本质是结构体,类型是HeapObject,比OC多了一个refCounts
2、方法列表:
OC中的方法列表存储在objc_class结构体bi(class_rw_t)的methodList中
Swift中的方法存储在metadata元数据中
3、引用计数:
OC中的ARC是存储在全局的sidetable中
Swift中的引用计数是对象内部由一个refCounts属性存储