iOS底层探索--isa位域

我们知道isa在OC的底层随处可见，非常经典的一个图是isa的走位图，可查看这篇文章：
iOS底层探索--OC对象的本质&类的底层结构
iOS底层探索--类底层分析这部分的前期回顾

目录

一、 isa
二、位域

typedef struct objc_class *Class;
typedef struct objc_object *id;

@interface Object { 
    Class isa; 
}

@interface NSObject  {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
}

struct objc_object {
private:
    isa_t isa;
}

struct objc_class : objc_object {
    // Class ISA;
    Class superclass;
    cache_t cache;             // formerly cache pointer and vtable
    class_data_bits_t bits;    // class_rw_t * plus custom rr/alloc flags
}

union isa_t 
{
    isa_t() { }
    isa_t(uintptr_t value) : bits(value) { }
    Class cls;
    uintptr_t bits;
}

Isa初始化方法

inline void 
objc_object::initIsa(Class cls, bool nonpointer, bool hasCxxDtor) 
{  
    if (!nonpointer) {
        isa.cls = cls;
    } else {
        isa_t newisa(0);
        newisa.bits = ISA_MAGIC_VALUE;
        newisa.has_cxx_dtor = hasCxxDtor;
        newisa.shiftcls = (uintptr_t)cls >> 3;
        isa = newisa;
    }
}

__arm64__ 架构

# if __arm64__
#   define ISA_MASK        0x0000000ffffffff8ULL
#   define ISA_MAGIC_MASK  0x000003f000000001ULL
#   define ISA_MAGIC_VALUE 0x000001a000000001ULL
#   define ISA_BITFIELD                                                      \
      uintptr_t nonpointer        : 1;                                       \
      uintptr_t has_assoc         : 1;                                       \
      uintptr_t has_cxx_dtor      : 1;                                       \
      uintptr_t shiftcls          : 33; /*MACH_VM_MAX_ADDRESS 0x1000000000*/ \
      uintptr_t magic             : 6;                                       \
      uintptr_t weakly_referenced : 1;                                       \
      uintptr_t deallocating      : 1;                                       \
      uintptr_t has_sidetable_rc  : 1;                                       \
      uintptr_t extra_rc          : 19
#   define RC_ONE   (1ULL<<45)
#   define RC_HALF  (1ULL<<18)

arm64位域图

__x86_64__ 架构

# elif __x86_64__
#   define ISA_MASK        0x00007ffffffffff8ULL
#   define ISA_MAGIC_MASK  0x001f800000000001ULL
#   define ISA_MAGIC_VALUE 0x001d800000000001ULL
#   define ISA_BITFIELD                                                        \
      uintptr_t nonpointer        : 1;                                         \
      uintptr_t has_assoc         : 1;                                         \
      uintptr_t has_cxx_dtor      : 1;                                         \
      uintptr_t shiftcls          : 44; /*MACH_VM_MAX_ADDRESS 0x7fffffe00000*/ \
      uintptr_t magic             : 6;                                         \
      uintptr_t weakly_referenced : 1;                                         \
      uintptr_t deallocating      : 1;                                         \
      uintptr_t has_sidetable_rc  : 1;                                         \
      uintptr_t extra_rc          : 8
#   define RC_ONE   (1ULL<<56)
#   define RC_HALF  (1ULL<<7)

x86_64位域图

• nonpointer:表示是否对 isa 指针开启指针优化 0:纯isa指针，1:不止是类对象地址，isa 中包含了类信息、对象的引用计数等

• has_assoc:关联对象标志位，0没有，1存在

• has_cxx_dtor:该对象是否有C++ 或者Objc的析构器，如果有析构函数，则需要做析构逻辑， 如果没有，则可以更快的释放对象

• shiftcls:存储类指针的值。开启指针优化的情况下，在 arm64 架构中有 位用来存储类指针，在__x86_64__架构中用位来存储类指针

• magic:用于调试器判断当前对象是真的对象还是没有初始化的空间

• weakly_referenced:志对象是否被指向或者曾经指向一个 ARC 的弱变量，没有弱引用的对象可以更快释放。

• deallocating:标志对象是否正在释放内存

• has_sidetable_rc:当对象引用技术大于 10 时，则需要借用该变量存储进位

• extra_rc:当表示该对象的引用计数值，实际上是引用计数值减 1， 例如，如果对象的引用计数为 10，那么extra_rc 为 9。如果引用计数大于 10， 则需要使用到下面的has_sidetable_rc。