isa 概念
isa是相當(dāng)于是OC對象的一個標(biāo)識指針螟够，只要是OC對象就一定會有isa指針，arm64之前isa就是一個指向?qū)ο蠡蛘哳惖闹羔樁严康觯赼rm64之后發(fā)生了一些改進妓笙，isa在arm64之后變成了一個共用體(union)結(jié)構(gòu)，同時使用位域的思想來實現(xiàn)能岩，達到節(jié)省內(nèi)存的作用寞宫；從源碼中，我們可以看到一個OC對象的isa指針并不是直接指向類對象或者元類對象的拉鹃，而是要通過一個&ISA_MASK才能獲取到真正的類對象或者元類對象辈赋，這個是為什么呢？在分析之前膏燕，我們有必要先弄懂一下共用體的相關(guān)概念和用法钥屈；
共用體概念
在進行某些算法的C語言編程的時候，需要使幾種不同類型的變量存放到同一段內(nèi)存單元中坝辫。也就是使用覆蓋技術(shù)篷就，幾個變量互相覆蓋。這種幾個不同的變量共同占用一段內(nèi)存的結(jié)構(gòu)近忙，在C語言中竭业，被稱作“共用體”類型結(jié)構(gòu)，簡稱共用體及舍。
尋找真理
現(xiàn)在假設(shè)一個Person對象有3個布爾類型變量tall未辆，rich，handsome锯玛，那么如果我們平時定義的時候咐柜，肯定都是通過屬性變量來定義，例如下圖：
這個時候你通過終端打印更振，可以看到結(jié)果輸出是16而不是(isa指針 = 8) + (BOOL tall = 1) + (BOOL rich = 1) + (BOOL handsome = 1) = 13炕桨，這個為什么是16，前面應(yīng)該也講過了肯腕，是內(nèi)存對齊原則的原因丛忆，分配的內(nèi)存小于16的都會直接返回16；這個時候共同體就發(fā)揮作用了拉盾，因為共用體中變量可以相互覆蓋，可以使幾個不同的變量存放到同一段內(nèi)存單元中涉瘾，這樣可以很大程度上節(jié)省內(nèi)存空間，眾所周知BOOL值只有兩種情況0或者1捷兰，但是卻占據(jù)了一個字節(jié)的內(nèi)存空間立叛，而一個內(nèi)存空間有8個二進制位（0，1組成的）贡茅，于是可以嘗試用一個二進制方式來代替bool變量秘蛇，我們可以定義占用一個字節(jié)的char類型來存儲3個bool值：
我們可以在Person對象中直接初始化這個_tallRichHandsome 的值
我們可以_tallRichHandsome的后三位分別為其賦值0或者1來代表tall、rich顶考、handsome
這里只需要搞懂是如何賦值和取值的就可以了驹沿，這里我們先看看賦值操作先
二進制的賦值操作
前面說過BOOL變量只有0和1艘策，那么賦值操作就是只要將對應(yīng)的位置設(shè)置為0或者1就可以了，賦值為1呢渊季，我們使用 | (按位或)操作朋蔫，因為按位或的做法是只要有一個為1，結(jié)果為1却汉，所以這里我們?nèi)绻雽⒛骋晃毁x值為1的話驯妄，就將原來的值和相應(yīng)的掩碼進行按位或的操作就可以了，例如現(xiàn)在我想將tall賦值為1
根據(jù)前面的tall病涨，rich富玷，handsome的圖，我們這里需要將第三位賦值為1既穆，如下圖所示
那如果想將某一位賦值為0的話赎懦，需要將對應(yīng)的掩碼按位取反（~:按位取反符號)，之后再與原本的_tallRichHandsome進行按位與操作幻工，例如下面所示：
那么Person類中的set方法就可以按照下面這樣設(shè)置：
這個時候我們再來看看二進制的取值励两；
二進制的取值操作
取值操作我們使用按位& 操作來實現(xiàn)，相同為1不同為0
從圖中的展示結(jié)果可以看到這樣的取值操作是沒有問題的囊颅，所以我們的get方法實現(xiàn)應(yīng)該如下：
#define SLThinMask (1<<3)
#define SLTallMask (1<<2)
#define SLRichMask (1<<1)
#define SLHandsomeMask (1<<0)
上面中用到的源碼分別如下当悔，<< 代表左移符號，1 << 0,代表1左移0 也就是000000001踢代，1<<1(00000010),1<<2(00000100)
接下來我們來驗證一下測試結(jié)果是否正確
從結(jié)果中可以看到盲憎，這個結(jié)果不是我們想要的，我們不能這樣返回一個BOOL變量值的胳挎，因為這個值返回去有可能是一個大于1的整數(shù)饼疙，所以這里我們采取來兩個!!符號來實現(xiàn)，如果&的結(jié)果之后是0慕爬，那窑眯！0 代表1屏积，！1代表0磅甩，正確炊林，如果&結(jié)果返回1，卷要！1是0渣聚，！0是1却妨，返回結(jié)果也爭取饵逐，所以上面的get方法更改成如下：
雖然測試結(jié)果是正確的，但是代碼具有一定的局限性彪标，就是可讀性差，如果需要多添加幾個元素掷豺，就得重復(fù)上述的操作捞烟，這個時候我們可以考慮用位域來操作
位域
位域聲明：位域：位域長度
位域形式大概如下：
set get方法實現(xiàn)如下：
測試代碼和結(jié)果如下：
發(fā)現(xiàn)結(jié)果居然驚現(xiàn)-1，但是log打斷點顯示賦值已經(jīng)是正確的了
上面計算機那里的07 可以看到后面3為都是111当船，說明已經(jīng)是賦值成功的了题画，為什么直接拿07，不拿多其他多個字節(jié)呢德频，是因為_tallRichHandsome只占據(jù)一個內(nèi)存空間苍息，也就是一個字節(jié)，可能會有人疑問為什么是1個字節(jié)而不是三個字節(jié)壹置，這個應(yīng)該就是位域的性質(zhì)了竞思，看下圖吧：
上面的結(jié)果都能顯示我們的賦值操作是正確的，那么出錯的可能就應(yīng)該是取值的時候操作有無導(dǎo)致的钞护，將get方法稍微修改一下先：
可以發(fā)現(xiàn)的確是get方法錯來盖喷，到那時錯在哪里呢？因為BOOL變量占據(jù)一個內(nèi)存空間难咕，也就是8為课梳，這里我們是將一個只占一個內(nèi)存空間的一位0b1賦值到8位，前面的7個都是直接用0b前面的值補充余佃，也就是1暮刃，這個時候就相當(dāng)于符號為用1來填充，就全部變成來11111111爆土，為什么明明顯示是255椭懊，答案是-1呢，這里牽涉到有符號位和無符號位的關(guān)系雾消，如果有符號位呢灾搏，這里11111111 就是-1 因為這里11111111是補碼挫望，需要返回原碼，返回原碼的操作就是減1取反狂窑，符號位置不變（原碼--》補碼 取反 再加1）媳板，無符號位就是255；
出現(xiàn)這種問題有兩種解決方法泉哈，第一種就是將位域的長度擴大到2蛉幸，也就是占用兩個二進制樹，那么就會變成ob01丛晦，這個時候賦值到8位的BOOL值時候就會用0取填充奕纫，最終就會變成來00000001；第二種方法就是和之前的一樣烫沙，使用Ｆゲ恪！雙非符號來解決問題锌蓄，最終實現(xiàn)效果如下：
相對來說瘸爽，結(jié)構(gòu)體的位域則不需要使用掩碼您访，代碼可讀性增強，但是效力相比直接使用位運算的方式差剪决，因為最終都是要轉(zhuǎn)化成位運算的操作（匯編環(huán)節(jié)）灵汪，所以我們可以采取用共用體，學(xué)習(xí)共用體之后柑潦，我們就可以看源碼里面的一些設(shè)計思路來
共用體
為了提高高效率的同時又能有較強的可讀性享言，可以使用共用體來增強代碼可讀性，同時使用位運算來提高效率
共用體設(shè)計如下：
get 方法 set方法如下圖：
上面的共用體中_tallRichHandsome1 占用1個字節(jié)妒茬，tall1,rich1,handsome1,thin1 只占一位二進制空間担锤，所以結(jié)構(gòu)體占用一個字節(jié)，前面打印結(jié)果有說到乍钻，而char類型的bits也只占一個字節(jié)肛循，所以可以共用一個字節(jié)的內(nèi)存；從上面的方法中可以看到银择，get多糠，set方法并沒有使用到結(jié)構(gòu)體，而結(jié)構(gòu)體的目的是為了增強代碼的可讀性浩考，指明共用體中存儲來哪些值夹孔，以及這些值各占多少位空間，同時存儲取值還使用位運算來增加效率；好啦搭伤，這個時候可以進入查看isa_t 的源碼了只怎。
runtime-isa_t 源碼
有了之前的鋪墊，現(xiàn)在再來看這份源代碼是否有一些似曾相識的感覺呢怜俐？源碼中通過共用體的形式存儲來64位的值身堡，這些值在結(jié)構(gòu)體中被展示出來，通過對bits進行位運算而取出相應(yīng)位置的值拍鲤；
還記得我們之前在OC對象本質(zhì)中提到過一件事贴谎，就是對象的isa指針需要同ISA_MASK經(jīng)過一次& 運算才能得出真正的Class對象地址
從源碼中如果是arm64位的話，可以知道這個ISA_MASK的值是define ISA_MASK? 0x0000000ffffffff8ULL季稳，轉(zhuǎn)為二進制表現(xiàn)形式是：0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000擅这，可以看到有33位為1:
所以共用體里面的shifcls中存儲的Class，Meta_Class 對象的內(nèi)存地址信息景鼠，其他的對應(yīng)字段相應(yīng)對應(yīng)源碼字段仲翎，這里有一個特殊點就是，因為這個ISA_MASK最后三位的值都為0铛漓，所以可以得出一個結(jié)論就是任何類對象或者猿類對象的內(nèi)存地址最后三位必定為0谭确，那也就是說明轉(zhuǎn)為16進制之后，類對象或者元類對象的內(nèi)存地址最后一位要不就是8要不就是0票渠；
實例證明
運行環(huán)境：__arm64__位架構(gòu)
實例代碼圖和調(diào)試圖如下：
isa 二進制：? ??????????????0000 0000 0000 0000?
? ??????????????????????????????????0000 0001 1010??0001?
? ??????????????????????????????????0000 0000 0000 1010?
? ??????????????????????????????????1000 1110 0010 0001
isa&ISA_MASK二進制:0000 0000 0000 0000
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?0000 0000 0000 0001
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?0000 0000 0000 1010?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1000 1110 0010 0000
上述二進制的加粗部分說明的是取出shiftcls33 位數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)對象isa的33 為和isa&ISA_MASK的加粗33位相同的芬迄，代表這個shiftcls存儲的就是類對象地址或者元類對象地址? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
相信上面講了這么多问顷，大家對isa指針應(yīng)該有了全新的認(rèn)識，在__arm64__架構(gòu)之后禀梳，isa指針不單單只存儲了Class或者Meta-Class的地址杜窄，而是使用了共用體的方式存儲了更多的信息，
其中shiftcls存儲了Class或Meta-Class的地址算途，需要和ISA_MASK進行按位&操作才可以取出其內(nèi)存地址值塞耕，通過上面的演示結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)shiftcls和類對象地址存儲的33位二進制完全相同，
extra_rc中的19位存儲引用計數(shù)減1嘴瓤，實例當(dāng)中person的引用計數(shù)位1扫外，因此此時extra_rc的19位二進制存儲的是0
magic中的6位在于判斷對象是否未完成初始化,因為magic是(isa.magic is part of ISA_MAGIC_VALUE)的一部分? ?#define ISA_MAGIC_VALUE 0x000001a000000001ULL（二進制：0000 0000 0000 0000 0000 00001 1010 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001）粗色標(biāo)注的6位就是magic的值：而例子中的person已經(jīng)初始化了，所以magic存儲的就是里面的6位011010
nonpointer ：0 代表普通指針廓脆，存儲這Class筛谚，Meta-Class對象的內(nèi)存地址，1代表表示優(yōu)化后使用位域存儲這更多的信息停忿，這里肯定是使用優(yōu)化后的isa驾讲，因此nonpointer的值肯定是1
這個時候可以看到另外一些字段has_assoc 和 weakly_referenced 值都為0，接著我們繼續(xù)測試這兩個字段，添加弱引用和關(guān)聯(lián)對象吮铭，來觀察一下has_assoc 和 weakly_referenced 變化
二進制：0000 0000 0000 0000
? ? ? ? ? ? ? 0000 0101 1010 0001
? ? ? ? ? ? ? 0000 0000 0000 0000?
? ? ? ? ? ? ? 1000 1110 0110? 1111
可以看到后面3個都是1时迫，說明測試結(jié)果正確
注意：只要設(shè)置過關(guān)聯(lián)對象或者弱引用引用過的對象has_assoc和weakly_referenced 的值就會變成1，不論之后是否將關(guān)聯(lián)對象置為nil或者斷開弱引用
如果沒有設(shè)置過關(guān)聯(lián)對象谓晌，對象釋放時候會更快掠拳，這是因為對象在銷毀時會判斷是否有關(guān)聯(lián)對象進而對對象釋放，上對象釋放的源碼圖：
可以添加微信一起交流學(xué)習(xí)：fslskz
