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參考
isa 簡(jiǎn)介
isa (is a kind of) 是一個(gè) Class 類型的指針, 而 Class 是 struct objc_class * 的別名, 所以 isa 實(shí)際上是指向 objc_class 類型結(jié)構(gòu)體 的指針捆蜀。
可以理解為是誰的實(shí)例
isa 指向
-
instance 的 isa 指向 class
- 當(dāng)調(diào)用對(duì)象方法時(shí)洛波，通過instance的isa找到class愤惰，最后找到對(duì)象方法的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行調(diào)用
-
class 的 isa 指向 meta-class
- 當(dāng)調(diào)用類方法時(shí)，通過class的isa找到meta-class，最后找到類方法的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行調(diào)用
根類的isa指向根元類, 而根元類也繼承自根類
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isa 地址
查看實(shí)例對(duì)象 isa 指向的地址
查看的是 struct objc_object 的 isa 指針
(lldb)p person->isa // 控制臺(tái)輸出 person 所屬的類 QGPerson
(lldb)p/x (long)person->isa // 控制臺(tái)輸出 isa 的十六進(jìn)制地址值
查看類對(duì)象 isa 指向的地址
查看的是 struct objc_class 的 isa 指針
因?yàn)轭悓?duì)象的isa沒有暴露出來, 所以 p/x personClass->isa 這樣是查看不到的
// 根據(jù)系統(tǒng)的 objc_class 新建一個(gè)結(jié)構(gòu)體, 用于指向 personClass
struct qg_objc_class {
Class isa;
Class superclass;
};
// OC對(duì)象橋接給C結(jié)構(gòu)體
struct qg_objc_class *personClass = (__bridge struct qg_objc_class *)([Person class]);
p/x (long)personClass -> isa //
真實(shí)地址需要位運(yùn)算
從 64bit 開始，isa需要進(jìn)行一次位運(yùn)算，由 isa & ISA_MASK 計(jì)算出真實(shí)地址。
注: superclass 指針不需要這個(gè)位運(yùn)算, 直接指向父class地址
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image
isa 底層 ★
基礎(chǔ)知識(shí)分解
共用體 + 掩碼 + 位域
實(shí)現(xiàn)內(nèi)存優(yōu)化
#import "Person.h"
#define TallMask (1<<0)
#define RichMask (1<<1)
#define HandsomeMask (1<<2)
#define ThinMask (1<<3)
@interface Person()
{
// 共用體
// 大家共用一塊內(nèi)存, 共用這一個(gè)字節(jié)
// 存取采用位運(yùn)算, 使用位域增加可讀性
union {
// 外界訪問的是 bits
char bits;
// 位域
// 在共用體這里, 僅僅是為了增加代碼可讀性, 沒有實(shí)質(zhì)作用, 不影響存儲(chǔ)
// 這個(gè)結(jié)構(gòu)體與 bits 共用一個(gè)字節(jié)
struct {
char tall : 1; // : 1 代表只占1位, 與前面的char類型無關(guān), 這個(gè)存儲(chǔ)在最低位 ★
char rich : 1;
char handsome : 1;
char thin : 1;
};
} _tallRichHandsome;
}
@end
@implementation Person
// 使用位運(yùn)算, 更高效
- (void)setTall:(BOOL)tall {
if (tall) { // 1 按位或
_tallRichHandsome.bits |= TallMask;
} else { // 0 按位取反, 再按位與
_tallRichHandsome.bits &= ~TallMask;
}
}
- (BOOL)isTall {
return !!(_tallRichHandsome.bits & TallMask);
}
- (void)setRich:(BOOL)rich {
if (rich) {
_tallRichHandsome.bits |= RichMask;
} else {
_tallRichHandsome.bits &= ~RichMask;
}
}
- (BOOL)isRich {
return !!(_tallRichHandsome.bits & RichMask);
}
- (void)setHandsome:(BOOL)handsome {
if (handsome) {
_tallRichHandsome.bits |= HandsomeMask;
} else {
_tallRichHandsome.bits &= ~HandsomeMask;
}
}
- (BOOL)isHandsome {
return !!(_tallRichHandsome.bits & HandsomeMask);
}
- (void)setThin:(BOOL)thin {
if (thin) {
_tallRichHandsome.bits |= ThinMask;
} else {
_tallRichHandsome.bits &= ~ThinMask;
}
}
- (BOOL)isThin {
return !!(_tallRichHandsome.bits & ThinMask);
}
@end
isa union ★
在 arm64 架構(gòu)之前, isa就是一個(gè)普通的指針, 存儲(chǔ)著 Class喻频、Meta-Class 對(duì)象的內(nèi)存地址;
從 arm64 架構(gòu)開始, 對(duì)isa進(jìn)行了優(yōu)化, 變成了一個(gè) union , 這8個(gè)字節(jié)(64位)不僅僅用來放地址值(其中33位), 還使用位域來存儲(chǔ)更多的信息; ★
isa_t
// objc-private.h
// 共用體
union isa_t {
isa_t() { }
isa_t(uintptr_t value) : bits(value) { }
Class cls;
uintptr_t bits; // 主要成員, 通過bits獲取isa的相關(guān)數(shù)據(jù)
#if defined(ISA_BITFIELD)
struct {
ISA_BITFIELD; // 位域 defined in isa.h
};
#endif
};
ISA_BITFIELD
// isa.h
ISA_BITFIELD in arm64:
// 0: 代表是普通的指針, 存儲(chǔ)著Class、Meta-Class對(duì)象的內(nèi)存地址
// 1: 代表優(yōu)化過, 使用位域存儲(chǔ)更多的信息
uintptr_t nonpointer : 1;
// 是否有設(shè)置過關(guān)聯(lián)對(duì)象(就算清空了, 也是設(shè)置過), 如果沒有, 釋放時(shí)會(huì)更快
uintptr_t has_assoc : 1;
// 是否有C++的析構(gòu)函數(shù)（.cxx_destruct）, 如果沒有, 釋放時(shí)會(huì)更快
uintptr_t has_cxx_dtor : 1;
// 存儲(chǔ)著Class肘迎、Meta-Class對(duì)象的內(nèi)存地址信息
uintptr_t shiftcls : 33;
// 用于在調(diào)試時(shí)分辨對(duì)象是否未完成初始化
uintptr_t magic : 6;
// 是否有被弱引用指向過(就算清空了, 也是指向過), 如果沒有, 釋放時(shí)會(huì)更快
// 弱指針 weak 存儲(chǔ)在 SideTable 中 ★
uintptr_t weakly_referenced : 1;
// 對(duì)象是否正在釋放
uintptr_t deallocating : 1;
// 引用計(jì)數(shù)器是否過大無法存儲(chǔ)在 isa 中 (大于19bit) ★
// 若為1, 引用計(jì)數(shù)會(huì)存儲(chǔ)在單獨(dú)的結(jié)構(gòu)體 SideTable 中
// 若為0, 引用計(jì)數(shù)會(huì)存儲(chǔ)在 isa 的 extra_rc 中
uintptr_t has_sidetable_rc : 1;
// 里面存儲(chǔ)的值是引用計(jì)數(shù)器減1
uintptr_t extra_rc : 19
ISA()
inline Class objc_object::ISA() {
ASSERT(!isTaggedPointer());
#if SUPPORT_INDEXED_ISA
if (isa.nonpointer) {
uintptr_t slot = isa.indexcls;
return classForIndex((unsigned)slot);
}
return (Class)isa.bits;
#else
return (Class)(isa.bits & ISA_MASK);
#endif
}
// arm64
#define ISA_MASK 0x0000000ffffffff8ULL
// __x86_64__
#define ISA_MASK 0x00007ffffffffff8ULL // shiftcls : 44
ISA_MASK 對(duì)應(yīng)二進(jìn)制是 0b111...111000 (33個(gè)1 + 3個(gè)0)
所以, 類對(duì)象, 元類對(duì)象的地址值, 最后三位永遠(yuǎn)是0 (對(duì)應(yīng)十六進(jìn)制, 最后一位, 只可能是0或8)
SideTable
// NSObject.mm
struct SideTable {
spinlock_t slock;
RefcountMap refcnts; // 一個(gè)存放著對(duì)象引用計(jì)數(shù)的散列表
weak_table_t weak_table; // 弱引用表
SideTable() {
memset(&weak_table, 0, sizeof(weak_table));
}
~SideTable() {
_objc_fatal("Do not delete SideTable.");
}
void lock() { slock.lock(); }
void unlock() { slock.unlock(); }
void forceReset() { slock.forceReset(); }
// Address-ordered lock discipline for a pair of side tables.
template<HaveOld, HaveNew>
static void lockTwo(SideTable *lock1, SideTable *lock2);
template<HaveOld, HaveNew>
static void unlockTwo(SideTable *lock1, SideTable *lock2);
};
RefcountMap
// RefcountMap disguises its pointers because we
// don't want the table to act as a root for `leaks`.
typedef objc::DenseMap<DisguisedPtr<objc_object>, size_t, RefcountMapValuePurgeable> RefcountMap;
weak_table_t
見《weak》
weak_entry_t
見《weak》
