在alloc&init&new探索中我們知道瘪校，alloc一個(gè)對(duì)象主要有cls->instanceSize計(jì)算需要的內(nèi)存大小嗅榕、calloc(1, size)根據(jù)所需要的內(nèi)存大小開(kāi)辟內(nèi)存空間简十、initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor)將isa與內(nèi)關(guān)聯(lián)返帕；今天就來(lái)探索一下isa是如何與類(lèi)產(chǎn)生關(guān)聯(lián)的脓鹃。
準(zhǔn)備工作:objc4-781源碼

obj->initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor);

    if (!zone && fast) {
        obj->initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor);
    } else {
        // Use raw pointer isa on the assumption that they might be
        // doing something weird with the zone or RR.
        obj->initIsa(cls);
    }

• 跟進(jìn)initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor)

objc_object::initInstanceIsa(Class cls, bool hasCxxDtor)
{
    ASSERT(!cls->instancesRequireRawIsa());
    ASSERT(hasCxxDtor == cls->hasCxxDtor());

    initIsa(cls, true, hasCxxDtor);
}

• 這我們看出忧设，接下來(lái)會(huì)執(zhí)行initIsa(cls, true, hasCxxDtor)

objc_object::initIsa(Class cls, bool nonpointer, bool hasCxxDtor) 
{ 
    ASSERT(!isTaggedPointer()); 
    
    if (!nonpointer) {
        isa = isa_t((uintptr_t)cls);
    } else {
        ASSERT(!DisableNonpointerIsa);
        ASSERT(!cls->instancesRequireRawIsa());

        isa_t newisa(0);
#if SUPPORT_INDEXED_ISA
        ASSERT(cls->classArrayIndex() > 0);
        newisa.bits = ISA_INDEX_MAGIC_VALUE;
        // isa.magic is part of ISA_MAGIC_VALUE
        // isa.nonpointer is part of ISA_MAGIC_VALUE
        newisa.has_cxx_dtor = hasCxxDtor;
        newisa.indexcls = (uintptr_t)cls->classArrayIndex();
#else
        newisa.bits = ISA_MAGIC_VALUE;
        // isa.magic is part of ISA_MAGIC_VALUE
        // isa.nonpointer is part of ISA_MAGIC_VALUE
        newisa.has_cxx_dtor = hasCxxDtor;
        newisa.shiftcls = (uintptr_t)cls >> 3;
#endif
        // This write must be performed in a single store in some cases
        // (for example when realizing a class because other threads
        // may simultaneously try to use the class).
        // fixme use atomics here to guarantee single-store and to
        // guarantee memory order w.r.t. the class index table
        // ...but not too atomic because we don't want to hurt instantiation
        isa = newisa;
    }
}

跟到這里我們可以看到一直困擾我們的isa是在這里完成配置的崔泵。 isa的類(lèi)型是isa_t。那么isa到到底是怎么配置的呢险污？

isa_t

我們跟進(jìn)isa_t發(fā)現(xiàn)isa_t是一個(gè)聯(lián)合體

union isa_t {
    isa_t() { }
    isa_t(uintptr_t value) : bits(value) { }

    Class cls;
    uintptr_t bits;
#if defined(ISA_BITFIELD)
    struct {
        ISA_BITFIELD;  // defined in isa.h
    };
#endif
};

isa_t類(lèi)型使用聯(lián)合體是基于內(nèi)存優(yōu)化痹愚，采用char+位域(即二進(jìn)制中每一位均可以保存不同的信息)的原理。我們都知道isa指針占用8個(gè)字節(jié)蛔糯，即64位拯腮，可以合理的將64位利用起來(lái)，極大的節(jié)約了內(nèi)存空間蚁飒。

• 聯(lián)合體isa_t提供了兩個(gè)成員變量cls动壤、bits，由聯(lián)合體定義可知cls與bits互斥淮逻。
• 還提供了一個(gè)位域機(jī)構(gòu)體琼懊，在這個(gè)位域機(jī)構(gòu)體中是一個(gè)宏ISA_BITFIELD，根據(jù)釋義我們知道這個(gè)宏定義在isa.h中
  • 位域結(jié)構(gòu)體
    按二進(jìn)制位來(lái)分配內(nèi)存的結(jié)構(gòu)體爬早，冒號(hào)表示位域肩碟。位域出現(xiàn)的原因是由于某些信息的存儲(chǔ)表示只需要幾個(gè)bit位就可以表示而不需要一個(gè)完整的字節(jié)，同時(shí)也是為了節(jié)省存儲(chǔ)空間和方便處理

ISA_BITFIELD

# 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)

# 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)

# else
#   error unknown architecture for packed isa
# endif

我們可以看出整個(gè)定義的聯(lián)合體位域無(wú)論是在__arm64__ (iOS)還是__x86_64__(macOS)中都占64位凸椿。32位這里就探索了削祈，一樣的原理。

• nonpointer：是否對(duì)isa指針開(kāi)啟指針優(yōu)化脑漫。有兩個(gè)值髓抑，表示自定義的類(lèi)等，占1位
  • 0：純isa指針
  • 1：不只是類(lèi)對(duì)象地址优幸，isa中包含了類(lèi)信息吨拍、對(duì)象的引用計(jì)算等
• has_assoc：是否有關(guān)聯(lián)對(duì)象
• has_cxx_dtor：是否有C++的相關(guān)實(shí)現(xiàn)。表示該對(duì)象是否有C++/OC的析構(gòu)器（類(lèi)似于dealloc）网杆，占1位
  • 如果有析構(gòu)函數(shù)羹饰，則需要做析構(gòu)相關(guān)的邏輯
  • 如果沒(méi)有伊滋，則可以快速釋放
• shiftcls：存儲(chǔ)類(lèi)信息
  • __arm64__中占33位
  • __x86_64__中占44位
• magic：用于調(diào)試器判斷當(dāng)前對(duì)象是真的對(duì)象還是沒(méi)有初始化的空間 ，占6位
  • __arm64__： 0x1a
  • __x86_64__：0x3b
• weakly_referenced：指對(duì)象是否被指向或者曾經(jīng)指向一個(gè)ARC的弱變量
  • 如果沒(méi)有可以更快釋放
• deallocating：標(biāo)志對(duì)象是否正在釋放內(nèi)存
• has_sidetable_rc：是否有外掛的散列表队秩。當(dāng)對(duì)象的引用計(jì)數(shù)大于10時(shí)笑旺，則需要借用該變量存儲(chǔ)進(jìn)位
• extra_rc：額外的引用計(jì)數(shù)，實(shí)際上是引用計(jì)數(shù)值減1馍资，也就是說(shuō)如果對(duì)象引用計(jì)數(shù)為10筒主，那么extra_rc是9.如果引用計(jì)數(shù)大于10，則需要用到has_sidetable_rc

isa

isa流程圖.png