iOS底層原理 - Objective-C的本質(zhì)

一個(gè)NSObject對(duì)象占用多少內(nèi)存癣缅?

系統(tǒng)分配了16個(gè)字節(jié)給NSObject對(duì)象(通過malloc_size函數(shù)獲得)
但NSObject對(duì)象內(nèi)部只使用了8個(gè)字節(jié)的空間(64bit環(huán)境下进肯,可以通過class_getInstanceSize函數(shù)獲得)

Objective-C的本質(zhì)

我們平時(shí)編寫的Objective-C代碼,底層實(shí)現(xiàn)其實(shí)都是C\C++代碼


屏幕快照 2019-10-16 01.22.04.png

所以O(shè)bjective-C的面向?qū)ο蠖际腔贑\C++的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的

如何將Objective-C代碼轉(zhuǎn)換為C\C++代碼
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc OC源文件 -o 輸出的CPP文件
如果需要鏈接其他框架扫沼,使用-framework參數(shù)。比如-framework UIKit

一個(gè)OC對(duì)象在內(nèi)存中是如何布局的庄吼?

NSObject的底層實(shí)現(xiàn)

 Student *stu = [[Student alloc] init];
 stu->_no = 4;
 stu->_age = 5;

struct NSObject_IMPL {
    Class isa;
};

struct Student_IMPL {
    Class isa;
    int _no;
    int _age;
};

創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例對(duì)象缎除,至少需要多少內(nèi)存?

#import <objc/runtime.h>
class_getInstanceSize([NSObject class]);

創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例對(duì)象总寻,實(shí)際上分配了多少內(nèi)存器罐?

#import <malloc/malloc.h>
malloc_size((__bridge const void *)obj);

OC對(duì)象的分類

Objective-C中的對(duì)象,簡(jiǎn)稱OC對(duì)象渐行,主要可以分為3種
instance對(duì)象(實(shí)例對(duì)象)
class對(duì)象(類對(duì)象)
meta-class對(duì)象(元類對(duì)象)

1.instance對(duì)象就是通過類alloc出來的對(duì)象轰坊,每次調(diào)用alloc都會(huì)產(chǎn)生新的instance對(duì)象.

NSObject *object = [[NSObject alloc] init];

instance對(duì)象在內(nèi)存中存儲(chǔ)的信息包括
isa指針
其他成員變量

屏幕快照 2019-10-17 00.21.08.png

2.objectClass1 ~ objectClass5都是NSObject的class對(duì)象(類對(duì)象)
它們是同一個(gè)對(duì)象铸董。每個(gè)類在內(nèi)存中有且只有一個(gè)class對(duì)象
class對(duì)象在內(nèi)存中存儲(chǔ)的信息主要包括
isa指針
superclass指針
類的屬性信息(@property)
類的對(duì)象方法信息(instance method)
類的協(xié)議信息(protocol)
類的成員變量信息(ivar)
......

image.png

3.meta-class
objectMetaClass是NSObject的meta-class對(duì)象(元類對(duì)象)

每個(gè)類在內(nèi)存中有且只有一個(gè)meta-class對(duì)象
meta-class對(duì)象和class對(duì)象的內(nèi)存結(jié)構(gòu)是一樣的,但是用途不一樣肴沫,在內(nèi)存中存儲(chǔ)的信息主要包括
isa指針
superclass指針
類的類方法信息(class method)
......

1.isa指針

屏幕快照 2019-10-17 00.24.58.png

instance的isa指向class
當(dāng)調(diào)用對(duì)象方法時(shí)粟害,通過instance的isa找到class,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)颤芬,通過class的isa找到meta-class我磁,最后找到類方法的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行調(diào)用

2.class對(duì)象的superclass指針

屏幕快照 2019-10-17 00.26.35.png

當(dāng)Student的instance對(duì)象要調(diào)用Person的對(duì)象方法時(shí),會(huì)先通過isa找到Student的class驻襟,然后通過superclass找到Person的class夺艰,最后找到對(duì)象方法的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行調(diào)用

3.meta-class對(duì)象的superclass指針

屏幕快照 2019-10-17 00.27.38.png

當(dāng)Student的class要調(diào)用Person的類方法時(shí),會(huì)先通過isa找到Student的meta-class沉衣,然后通過superclass找到Person的meta-class郁副,最后找到類方法的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行調(diào)用

所以我們可以對(duì)isa和superclass總結(jié)一下,用網(wǎng)上最經(jīng)典的一張圖片來說明一下


image.png
instance的isa指向class

class的isa指向meta-class

meta-class的isa指向基類的meta-class

class的superclass指向父類的class
如果沒有父類,superclass指針為nil

meta-class的superclass指向父類的meta-class
基類的meta-class的superclass指向基類的class

instance調(diào)用對(duì)象方法的軌跡
isa找到class豌习,方法不存在存谎,就通過superclass找父類

class調(diào)用類方法的軌跡
isa找meta-class,方法不存在肥隆,就通過superclass找父類

class既荚、meta-class對(duì)象的本質(zhì)結(jié)構(gòu)都是struct objc_class

窺探struct objc_class的結(jié)構(gòu)

屏幕快照 2019-10-17 00.45.48.png

當(dāng)然我們想要更深層次的了解類的本質(zhì)還是需要自己去閱讀源碼 https://opensource.apple.com/tarballs/objc4/

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