一個NSObject對象占用多少個字節(jié)?

• 在Objective-C中,我們可以通過一些方法來獲取一個NSObject對象占用多少字節(jié)

• 代碼獲取NSObject實例對象的成員變量字節(jié)大小

  • 獲取一個NSObject實例對象的成員變量所占用的字節(jié)大小,可以用runtime的api, class_getInstanceSize來獲取,得到8

  /** 
   * Returns the size of instances of a class.
   * 
   * @param cls A class object.
   * 
   * @return The size in bytes of instances of the class \e cls, or \c 0 if \e cls is \c Nil.
   */
  OBJC_EXPORT size_t
  class_getInstanceSize(Class _Nullable cls) 
      OBJC_AVAILABLE(10.5, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);
  

  • 也可以通過malloc庫里的api,malloc_size來獲取,得到16

  extern size_t malloc_size(const void *ptr);
  /* Returns size of given ptr */
  

• 下面是實戰(zhàn)代碼

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>
#import <malloc/malloc.h>

// NSObject Implementation
struct NSObject_IMPL {
    Class isa; // 8個字節(jié)
};
// 指針
// typedef struct objc_class *Class;

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
        // 16個字節(jié)
        
        // 獲得NSObject實例對象的成員變量所占用的大小 >> 8
        NSLog(@"%zd", class_getInstanceSize([NSObject class]));
        
        // 獲得obj指針所指向內(nèi)存的大小 >> 16
        NSLog(@"%zd", malloc_size((__bridge const void *)obj));
        
        // 什么平臺的代碼
        // 不同平臺支持的代碼肯定是不一樣
        // Windows粪狼、mac旨怠、iOS
        // 模擬器(i386)苫耸、32bit(armv7)咬摇、64bit（arm64）
        // 可以通過 命令行工具,生成C++文件
        // xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main-arm64.cpp
        // 然后把編譯成功的cpp文件,拖入到工程中,注意 Copy items if needed 不勾選
        // 然后Build Phases中刪除main-arm64.cpp編譯選項(選中文件點減號或按delete鍵)
        // 這樣文件不參與編譯就不會報錯了
    }
    return 0;
}

• 通過生成的編譯代碼,我們知道了NSObject對象本質(zhì)上是C++的結(jié)構(gòu)體,結(jié)構(gòu)大概長這樣

// NSObject Implementation
struct NSObject_IMPL {
    Class isa; // 8個字節(jié)
};

通過objc源碼實現(xiàn)一探究竟

• 現(xiàn)在蘋果的一些底層庫的核心實現(xiàn)源碼已經(jīng)開放,我們可以去官網(wǎng)下載

  • 地址https://opensource.apple.com/tarballs/objc4/
  • 選擇版本號最新的下載查看

• 查看源碼發(fā)現(xiàn),一旦發(fā)現(xiàn)if size < 16 size = 16,小于16會直接設置為16

inline size_t instanceSize(size_t extraBytes) const {
        if (fastpath(cache.hasFastInstanceSize(extraBytes))) {
            return cache.fastInstanceSize(extraBytes);
        }

        size_t size = alignedInstanceSize() + extraBytes;
        // CF requires all objects be at least 16 bytes.
        if (size < 16) size = 16;
        return size;
    }

• CoreFoundation框架里的硬性規(guī)定,內(nèi)存對齊,小于16就會設置為16

用Xcode打斷點看內(nèi)存結(jié)構(gòu)

• 打上斷點

image.png

• 在Xcode菜單欄選中Debug -> Debug Workflow -> View Memory

image.png

• 看到的內(nèi)存結(jié)構(gòu)如下圖所示

image.png

• 也可以用常用的LLDB指令查看

image.png

• 看到的打印如下圖所示

image.png

總結(jié)

• 一個NSObject對象占用多少字節(jié)

回答

1. 系統(tǒng)分配了16個字節(jié)給NSObject對象(通過malloc_size函數(shù)獲得)
2. 但是NSObject對象內(nèi)部只使用了8個字節(jié)的空間(64bit環(huán)境下,可以通過class_getInstanceSize函數(shù)來獲取),其實就是isa

擴展到有繼承結(jié)構(gòu)的對象

• Student繼承自NSObject
• 代碼結(jié)構(gòu)如下

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


@interface Student : NSObject
{
    @public
    int _no;
    int _age;
}
@end

@implementation Student

@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Student *stu = [[Student alloc] init];
        stu->_no = 4;
        stu->_age = 5;
        
        // 16
        NSLog(@"%zd", class_getInstanceSize([Student class]));
        // 16
        NSLog(@"%zd", malloc_size((__bridge const void *)stu));
        
        struct Student_IMPL *stuImpl = (__bridge struct Student_IMPL *)stu;
        // no is 4, age is 5
        NSLog(@"no is %d, age is %d", stuImpl->_no, stuImpl->_age);
    }
    return 0;
}

• 大概的內(nèi)存結(jié)構(gòu)圖

image.png

擴展到有多重繼承的結(jié)構(gòu)

• 如下圖繼承結(jié)構(gòu)

@interface Person: NSObject
{
    int _age;
}
@end

@implementation Person

@end

@interface Student : Person
{
    int _no;
}
@end

@implementation Student

@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Person *person = [[Person alloc] init];
        // 16
        NSLog(@"person --- %zd", class_getInstanceSize([Student class]));
        // 16
        NSLog(@"person --- %zd", malloc_size((__bridge const void *)person));
        
        Student *stu = [[Student alloc] init];
        // 16
        NSLog(@"stu --- %zd", class_getInstanceSize([Student class]));
        // 16
        NSLog(@"stu --- %zd", malloc_size((__bridge const void *)stu));
    }
    return 0;
}

• 結(jié)構(gòu)如下

image.png

• 一個Person對象,一個Student對象占用多少內(nèi)存空間?
• 答案是,都是16
• 大概的內(nèi)存結(jié)構(gòu)圖

image.png

• 有內(nèi)存對齊的原因,結(jié)構(gòu)體的大小必須是最大成員大小(16)的倍數(shù)

Objective-C不同數(shù)據(jù)類型占用字節(jié)大小

• 可以通過sizeof來獲取不同數(shù)據(jù)類型占用字節(jié)大小
• sizeof其實不是一個函數(shù),僅僅只是一個操作運算符罷了,編譯時就確定了的