OC是一門面向?qū)ο蟮恼Z言蛋褥，上篇文章我們講解了對象創(chuàng)建alloc的流程吮成，知道了每個(gè)對象都有一個(gè)isa指針频丘，那么我們接著上篇文章詳細(xì)講解一下isa初始化過程、isa內(nèi)部結(jié)構(gòu)和isa指向分析俱病。
isa的初始化
通過上篇文章知道isa的初始化都會(huì)調(diào)用initisa方法官疲，如下：
inline void
objc_object::initIsa(Class cls, bool nonpointer, bool hasCxxDtor)
{
assert(!isTaggedPointer());
if (!nonpointer) {
isa.cls = cls;
} else {
assert(!DisableNonpointerIsa);
assert(!cls->instancesRequireRawIsa());
isa_t newisa(0); //創(chuàng)建isa
#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;
}
}
-
isTaggedPointer
taggedPointer是蘋果用來優(yōu)化一些小的對象的杂曲，把對象的值存在了對象指針里，優(yōu)化了內(nèi)存和讀取速度袁余，詳細(xì)請看 文章。 -
nonpointer
isa有兩種類型咱揍，一種是純指針類型颖榜，一種是除了內(nèi)存地址，還包含其他一些信息煤裙，就是NON_POINTER_ISA類型的isa掩完。如果是純指針類型的直接賦值cls。如果不是純指針類型需要初始化一個(gè)新的isa對象硼砰，isa初始化的時(shí)候給bits且蓬、has_cxx_dtor、shiftcls賦值题翰，shiftcls存儲(chǔ)的是cls信息恶阴，isa也是在這里關(guān)聯(lián)到類的。 -
SUPPORT_INDEXED_ISA
表示isa_t中存放的Class信息是Class的地址豹障，還是一個(gè)索引(根據(jù)該索引可在類信息表中查找該類結(jié)構(gòu)地址)冯事。經(jīng)測試，iOS 設(shè)備上SUPPORT_INDEXED_ISA是 0血公。
isa的結(jié)構(gòu)
//isa結(jié)構(gòu)
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
};
可以看出isa是一個(gè)聯(lián)合體昵仅，包含了cls和bits，因?yàn)槭锹?lián)合體累魔，cls和bits不會(huì)被同時(shí)賦值摔笤。cls存儲(chǔ)的是對象的類信息，即!nonpointer直接設(shè)置cls垦写。bits則是一個(gè)位域ISA_BITFIELD吕世，ISA_BITFIELD結(jié)構(gòu)如下：
# 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)
ISA_BITFIELD的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)有關(guān)，我們調(diào)試的環(huán)境是x86梯澜。ISA_BITFIELD的結(jié)構(gòu)也就代表了isa的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分布寞冯。
-
ISA_MASK:
掩碼。作用通俗的講就是顯示該顯示的內(nèi)容晚伙。 -
nonpointer:
表示是否對 isa 指針開啟指針優(yōu)化 0:純isa指針吮龄，1:不止是類對象地址,isa 中包含了類信息、對象的引用計(jì)數(shù)等咆疗。 -
has_assoc:
關(guān)聯(lián)對象標(biāo)志位漓帚，0沒有，1存在午磁。 -
has_cxx_dtor:
該對象是否有 C++ 或者 Objc 的析構(gòu)器,如果有析構(gòu)函數(shù),則需要做析構(gòu)邏輯, 如果沒有,則可以更快的釋放對象尝抖。 -
shiftcls:
存儲(chǔ)類指針的值毡们。開啟指針優(yōu)化的情況下，在 arm64 架構(gòu)中有 33 位用來存儲(chǔ)類指針昧辽。x86下是44位衙熔。 -
magic:
用于調(diào)試器判斷當(dāng)前對象是真的對象還是沒有初始化的空間。 -
weakly_referenced:
標(biāo)志對象是否被指向或者曾經(jīng)指向一個(gè) ARC 的弱變量搅荞，沒有弱引用的對象可以更快釋放红氯。 -
deallocating:
標(biāo)志對象是否正在釋放內(nèi)存。 -
has_sidetable_rc:
當(dāng)對象引用計(jì)數(shù)大于 10 時(shí)咕痛，則需要借用該變量存儲(chǔ)進(jìn)位痢甘。 -
extra_rc:
表示該對象的引用計(jì)數(shù)值，實(shí)際上是引用計(jì)數(shù)值減 1茉贡， 例如塞栅，如果對象的引用計(jì)數(shù)為 10，那么extra_rc為 9腔丧。如果引用計(jì)數(shù)大于 10放椰， 則需要使用到上面的has_sidetable_rc。
通過isa的結(jié)構(gòu)信息愉粤，我們也了解到了isa里主要存儲(chǔ)了哪些對象信息庄敛。
驗(yàn)證shiftcls
x/4gx十六進(jìn)制輸出對象內(nèi)存前四個(gè)8字節(jié)內(nèi)存，4代表前4個(gè)科汗。
p/t二進(jìn)制輸出藻烤。
p/d十進(jìn)制輸出。
p/o八進(jìn)制輸出头滔。
p/x十六進(jìn)制輸出怖亭。
>>3<<3先右移三位，再左移三位坤检。相當(dāng)于把最右邊三位刪除兴猩，變?yōu)?。
從上圖可以看出person對象的類信息存儲(chǔ)在了isa的4->47位內(nèi)存中早歇，即shiftcls倾芝。
isa的指向分析
其實(shí)object_getClass方法是通過掩碼ISA_MASK來獲取對象的類信息的。
//object_getClass獲取對象類信息箭跳，最終會(huì)進(jìn)入到這里
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
//通過掩碼獲取isa的類信息
return (Class)(isa.bits & ISA_MASK);
#endif
}
我們也可以通過ISA_MASK追蹤一下isa的指向晨另。
首先，我們創(chuàng)建LGPerson和LGTeacher兩個(gè)類谱姓，其中LGTeacher繼承與LGPerson借尿，LGPerson繼承與NSObject。
創(chuàng)建類
LGTeacher對象，打斷點(diǎn)路翻。
斷點(diǎn)
isa指向流程分析
isa指向分析
isa的指向和superclass指向流程圖
isa&superClass指向圖
總結(jié)
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isa在初始化的時(shí)候關(guān)聯(lián)到類狈癞。 -
isa本身是一個(gè)聯(lián)合體；nonpointer類型的isa包含了一個(gè)位域茂契，除了分配類信息外蝶桶，還有一些其他的對象信息；位域的內(nèi)存分配和環(huán)境有關(guān)掉冶。 -
isa的指向：實(shí)例對象→類→類的元類→NSObject的元類→NSObject的元類莫瞬。
