WWDC2020介紹Objective-C 運行時的改進，主要介紹了三個變化：

1.Class data structures changes;

首先是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的變化,Objective-C 運行時會使用他們來追蹤類。

2.Relative method lists;

Objective-C方法列表的變化

3.tagged pointer 格式的變化;

本文先對Class data structures changes展開講解：
在磁盤上彪薛，在你的app二進制文件中 類時這樣的：

Superclass.png

首先這個類對象本身，包含了最常被訪問的信息指向
元類(Metaclass)租副、超類(Superclass)和方法緩存的指針(Method cache)栋操。
它還有一個指向更多數(shù)據(jù)的指針，存儲額外信息的地方叫做class_ro_t, ro代表只讀茬高，它包括像類名稱，方法假抄、協(xié)議和實例變量的信息怎栽。

class_ro_t.png

Swift 類和Objective-C類共享這一基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，所以每個Swift類也有這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)宿饱，當(dāng)類第一次從磁盤加載到內(nèi)存中時婚瓜，他們一開始也是這樣的，但是一經(jīng)使用刑棵，他們就會發(fā)生變化巴刻。
這里先區(qū)分下：clean memory 和dirty memory

clean memory：是指加載后不會發(fā)生更改的內(nèi)存。class_ro_t 就屬于clean memory因為它是屬于只讀的蛉签。

dirty memory：是指在進程運行時會發(fā)生更改的內(nèi)存胡陪。
類結(jié)構(gòu)一經(jīng)使用就會變成dirty memory，因為運行時會向它寫入新的數(shù)據(jù)碍舍。
例如：創(chuàng)建一個新的方法緩存并從類中指向它柠座，dirty memory 比clean memory要昂貴得多，只要進程在運行片橡，它就一直存在妈经。
另一方面clean memory 可以進行移除從而節(jié)省更多的內(nèi)存空間，因為如果你需要clean memory系統(tǒng)可以從磁盤中重新加載捧书，MacOS 可以選擇換出dirty memory,但是因為iOS不使用swap吹泡，所以dirty memory在iOS中代價很大，dirty memory是這個類數(shù)據(jù)被分成兩部分的原因经瓷，可以保持清潔的數(shù)據(jù)越多越好爆哑，通過分離那些永遠不會更改的數(shù)據(jù)，可以把大部分的類數(shù)據(jù)存儲為clean memory舆吮。

這些數(shù)據(jù)足以讓我們開始揭朝，但是運行時需要追蹤每個類的更多信息队贱，所以當(dāng)一個類首次被使用，運行時會為它分配額外的存儲容量潭袱，這個運行時分配的存儲容量是class_rw_t 用于讀取-編寫數(shù)據(jù)柱嫌，在這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，我們存儲了只有在運行時才會生成的新信息屯换。

class_rw_t.png

例如：所有的類都會鏈接成一個樹狀結(jié)構(gòu)编丘，這是通過使用First Subclass 和 Next sibling Class 指針實現(xiàn)的，這運行時遍歷當(dāng)前使用的所有類趟径，對于使方法緩存無效非常有用瘪吏。

class_rw_t.png

但為什么方法和屬性也在只讀數(shù)據(jù)中時這里還有方法和屬性呢癣防？
因為它們可以在運行時進行更改蜗巧。
當(dāng)category被加載時它可以向類中添加新的方法，而且開發(fā)者可以使用運行時API動態(tài)地添加他們蕾盯，因為class_ro_t是只讀的幕屹，所以我們需要在class_rw_t中追蹤這些東西。

class_rw_t.png

現(xiàn)在這樣做會占用相當(dāng)多的內(nèi)存级遭，在任何給定的設(shè)備中都有許多類在使用望拖。我們在iPhone上的整個系統(tǒng)中測量了，大約30兆字節(jié)這些class_rw_t結(jié)構(gòu)挫鸽，那么如何縮小這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)呢说敏？

在讀取-編寫部分需要這些東西，因為他們可以喜愛運行時進行更改丢郊，但是通過檢查實際設(shè)備上的使用情況盔沫，我們發(fā)現(xiàn)大約只有10%的類真正地更改了他們的方法，只有Swift類會使用這個demangled name字段,但是Swift類并不需要這一字段枫匾，除非有東西詢問它們的 Objective-C名稱時才需要

class_rw_t.png

所以架诞，我們可以拆掉那些平時不用的部分，這將class_rw_t的大小減少了一半

class_rw_t.png

對于確實需要額外信息的類干茉，我們可以分配這些擴展記錄中的一個谴忧，并把它滑到類中供其使用。

class_rw_t.png

大約90%的類從不需要這些擴展數(shù)據(jù)角虫，這在系統(tǒng)范圍內(nèi)可以節(jié)約大約14MB的內(nèi)存沾谓，這些內(nèi)存現(xiàn)在可以用于更有效的用途，比如存儲你的APP的數(shù)據(jù)戳鹅，因此 實際上你可以在你的Mac上看到這一變化帶來的影響搏屑，這只需要在終端機上運行一些簡單的命令，現(xiàn)在一起來看一下粉楚。
在此進入Macbook的終端辣恋，要運行一個命令它在任何Mac上都可用叫做heap,它還允許你檢查正在運行的進程所使用的堆內(nèi)存亮垫，將在Mac中的Mail app上運行它 ，現(xiàn)在 如果我運行該命令伟骨，他會輸出千行饮潦，顯示通過郵件進行的每個堆分配，所以 我只是要 grep 它為 我們今天一直在談?wù)摰念愋?class_rw_t類型 我還需要查詢標(biāo)頭 從返回的結(jié)果中，

heap Mail.png

可以看到 在郵件app中使用了大約9000個這樣的class_rw_t類型哨查，但是其中大約十分之一 900 多一點實際上需要使用這一擴展信息溺健，所以可以很容易地計算出通過這個改變所有節(jié)省的內(nèi)存，這是大小減半的類型稀并，所以如果我們從這個數(shù)字中減去，必須分配給擴展類型的內(nèi)存量单默，可以看到節(jié)省了大約1兆字節(jié)數(shù)據(jù)的四分之一碘举。

如果在系統(tǒng)范圍內(nèi)進行擴展，對dirty memory而言 這是真正的節(jié)省內(nèi)存搁廓。

現(xiàn)在很多從類獲取數(shù)據(jù)的代碼引颈，必須同時處理那些有擴展數(shù)據(jù)和沒有擴展數(shù)據(jù)的類，運行時會為你處理這一切境蜕，并且從外部看 一切都像往常一樣工作蝙场，只是使用了更少內(nèi)存，之所以會這樣粱年，是因為讀取這些結(jié)構(gòu)的代碼售滤，都在運行時內(nèi)并且還會同時進行更新.

class_rw_t.png

堅持使用這些API真的很重要
因為試圖直接訪問這些數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)的代碼，都將在今年的OS版本中停止工作台诗，舊東西已經(jīng)發(fā)生了變化完箩，而且該代碼不知道新的布局，看到一些真實的代碼由于這些變化而崩潰拉庶，除了你自己的代碼之外嗜憔，還要注意哪些外部依賴性，可能正把他們帶入到你的APP中氏仗，他們可能會在你沒有意識的情況下挖掘這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)吉捶，

class_rw_t.png

這些結(jié)構(gòu)中的所有信息都可以通過官方API獲取,有一些函數(shù) 如class_getName和class_getSuperclass當(dāng)你使用這些API訪問信息時，你知道 無論我們在后臺進行什么更改皆尔，他們都將繼續(xù)工作呐舔，所有的API都可以在Objective-C運行時說明文檔中找到。

以上就是WWDC2020介紹Objective-C 運行時的改進之?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的變化的一些記錄慷蠕，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助珊拼。