前言
在 類的底層原理（一） 和 類的底層原理（二） 中躬拢，分析了關于類的底層結構，包含 isa食棕、superclass晶姊、cache尽狠、bits。其中 bits 包含類的屬性，方法巍佑，代理斋配，成員變量等孔飒，以及類方法的獲取。
下面繼續(xù)探索類的結構艰争，關于 cache坏瞄，其底層原理是什么？存在 cache 的意義又是什么甩卓？
準備工作
關于架構：
真機：
arm64模擬器：
i386mac：
__86_64__
__LP64__：Unix 和 Unix類的系統(tǒng)
cache_t 結構
在分析 bits 內存偏移量時鸠匀，分析了關于 cache_t 占用內存字節(jié)數。
根據 cache_t 結構逾柿，雖然可以看到整體的數據結構缀棍，但是確定不了緩存數據保存位置宅此。是_bucketsAndMaybeMask？還是 _originalPreoptCache爬范？還有 sel 和 imp 在哪呢诽凌？目前并不知道，但是既然涉及到緩存坦敌，必然有增刪改查操作侣诵。
在
cache_t中查找相關的方法：
插入方法：
所以：在
cache_t中重點是bucket_t。
bucket_t
bucket是抽象意義的桶子狱窘，里面裝了若干的sel-imp的映射對杜顺。
那么整個類關于cache的結構如下：
LLDB 驗證SEL和IMP
獲取 bucket_t
cache的內存偏移量是16，即0x10
但是直接通過 _bucketsAndMaybeMask 是拿不到數據的蘸炸。同樣的 _originalPreoptCache 的 Value 也獲取不到华望。
再次分析源碼找方法，有個 buckets() 方法
于是再次驗證
但是還是沒有征绎，發(fā)現 sel 拿不到：
這一步的結果其實在第一次獲取
cache時已經證實了获洲，其中_maybeMask和_occupied都是0，代表沒有方法淹禾。稍后解釋這兩個字段的實際意義馁菜。
調用實例方法，形成緩存
從 LLDB 打印結果來看铃岔，在調用實例方法之后汪疮，cache 里面有值了。
再次打印之后毁习，發(fā)現還是沒有獲取到 sel智嚷，進行平移之后，index 為 6 時有數據了纺且。
獲取sel和imp
繼續(xù)分析下 bucket_t 的方法并找到了 sel() 和 imp() 方法
LLDB 獲取 sel 和 imp
這樣就能獲取 sel 和 imp 的值了盏道。
疑問：
為什么在
6的位置？為什么
_maybeMask值為7载碌？
cache_t 模擬代碼分析
代碼模擬的好處：
方便我們進行代碼驗證猜嘱，而不是每次都是使用
LLDB，因為LLDB一旦出錯可能出現野指針的情況恐仑，需要重新驗證泉坐。遇到源碼無法調試的情況，可以進行調試裳仆。
小規(guī)模取樣的方式腕让，能對源碼的實現邏輯更清晰。
將 class 以及 cache 代碼模擬分析：
zl_objc_class對應源碼objc_class結構，因為objc_class繼承objc_object纯丸，所以有隱藏屬性ISA偏形。
zl_class_data_bits_t對應源碼class_data_bits_t結構，其中friend修飾類不需要觉鼻，只有bits屬性俊扭。
zl_cache_t對應源碼cache_t結構，其中_bucketsAndMaybeMask保留坠陈，聯合體互斥原則萨惑，只需要包含_maybeMask，_flags仇矾，_occupied的結構體庸蔼，結構體也可以簡化成三個屬性。
因為最終存儲的數據是 bucket_t 贮匕，所以還需要模擬下 bucket_t 的實現姐仅，由于之前論證 sel 和 imp 是通過 buckets() 獲取的，所以具體看一下 buckets() 方法實現：
通過方法分析：
_bucketsAndMaybeMask通過load獲取地址刻盐，再通過bucketsMask掩碼獲取bucket_t *數據掏膏。其實就是_bucketsAndMaybeMask指向bucket_t *數據。
zl_cache_t 簡化結構如下：
代碼驗證
打印結果：
_occupied為1敦锌，_maybeMask為3
多個方法驗證
添加實例方法如下：
添加2個方法：
打印結果：
_occupied為2馒疹，_maybeMask為3
添加3個方法：
打印結果：
_occupied為1，_maybeMask為7
添加7個方法：
打印結果：
_occupied為5供屉，_maybeMask為7
結論：
_occupied為所占用個數行冰，_maybeMask總容量大小。
類方法不在類的cache中伶丐，應該是在元類的cache中。
_maybeMask的值變化是因為擴容疯特，當發(fā)生擴容時哗魂，_occupied會重新計數。之前的緩存也都被清空漓雅。
cache底層機制
想要了解緩存機制录别，必然要找關于插入的方法，從源碼分析邻吞，可以找到 insert() 函數组题。
insert()
首次
newOccupied為1，同時執(zhí)行isConstantEmptyCache判斷抱冷，capacity為4崔列，創(chuàng)建容器時，由于oldCapacity為0，所以不需要釋放（freeOld為false）關于擴容條件：
__arm__ || __x86_64__ || __i386__或者__arm64__ && !__LP64__時：當容量大于等于3/4擴容赵讯。
__arm64__ && __LP64__時：當容量大于等于7/8擴容盈咳。且當容量小于等于8時允許占用100%容量。拓展：
cache_fill_ratio存在的意義其實是關于哈希函數中的負載因子边翼，在3/4和7/8空間利用率最高鱼响。擴容數量：如果容量不為
0，則為當前容量 * 2组底，如果為0丈积，則為4。最大值MAX_CACHE_SIZE = 65536债鸡。在擴容時直接釋放了舊的緩存桶癣。
mask = capacity - 1，這就是為什么第一次是3(4-1)娘锁，第二次擴容之后是7(4*2-1)的原因牙寞。占了一位存儲的是end_bucket_t，格式為(sel-imp)0x1-buckets 指針地址）
cache_hash計算插入起點hash地址莫秆，之后插入時會通過cache_next避免hash碰撞沖突间雀。循環(huán)判斷通過set函數插入bucket數據。
reallocate
allocateBuckets通過newCapacity獲取新的bucket
setBucketsAndMask存儲新的bucket和mask釋放舊的緩存
allocateBuckets
calloc開辟內存镊屎。創(chuàng)建最后一個元素
endBucket存儲為SEL-IMP(0x1-bucket address)
setBucketsAndMask
CACHE_MASK_STORAGE_OUTLINED：是指__arm__ || __x86_64__ || i386環(huán)境惹挟，只有newBuckets存儲在_bucketsAndMaybeMask中，意味著進行了強轉缝驳，_bucketsAndMaybeMask中只有buckets沒有mask连锯。_maybeMask沒有進行改變，直接使用capacity-1用狱。
CACHE_MASK_STORAGE_HIGH_16 || CACHE_MASK_STORAGE_HIGH_16_BIG_ADDRS：是指OSX || SIMULATOR || 64位真機機型运怖，buckets和mask都存儲在_bucketsAndMaybeMask中，其中mask << maskShift夏伊，此時maskShift為48摇展。
CACHE_MASK_STORAGE_LOW_4：是指低32位機型，buckets和mask都存儲在_bucketsAndMaybeMask中溺忧，objc::mask16ShiftBits(mask)方法的作用是：計算在16位以下有多少位是0咏连，_bucketsAndMaybeMask也是存的這個個數值。
_bucketsAndMaybeMask.store()設置bucket和mask的最新值重置
_occupied鲁森，這里的_occupied不包括自身的地址占用數祟滴。關于 內存排序規(guī)則(
memory_order_relaxed/memory_order_release) ，請看詳解 C++11的6種內存序總結
cache_hash
CONFIG_USE_PREOPT_CACHES：表示arm64環(huán)境真機歌溉。
sel地址向右平移7垄懂，并和sel地址異或。
cache_next
__arm__ || __x86_64__ || __i386__環(huán)境下向后插入（+），__arm64__環(huán)境下向前插入（-）
(i+1) & mask：向后插入埠偿，進行下一個按位與操作透罢。
i ? i-1 : mask：向前插入，直接使用冠蒋，沒有按位與操作羽圃，當i = 0時，返回mask抖剿，相當于移動到了倒數第二個（最后一個存儲的是自身地址）朽寞。
cache屬性詳解 - _bucketsAndMaybeMask 內存分布
buckets() 方法如下：
mask() 方法如下：
__arm__ || __x86_64__ || __i386__：_bucketsAndMaybeMask存儲的只有buckets，mask需要直接從_maybeMask字段讀取斩郎。
64位 OSX || SIMULATOR：(1<<48) - 1脑融，低48位存儲buckets，mask存儲在高16位 (maskAndBuckets >> maskShift)缩宜。
64 位真機：(1 << 44)-1肘迎，低44位存儲buckets，mask存儲在高16位 (maskAndBuckets >> maskShift)锻煌。
32位：~((1<<4) -1)：高60位存儲buckets妓布，mask存儲在低4位 (0xffff >> maskShift)。
疑問： 其中在獲取 64 位真機 環(huán)境下宋梧，低44位 存儲 buckets匣沼，高16位 存儲 mask。其中少了4位捂龄，在宏定義 64 位真機 中多了一個 maskZeroBits 的字段释涛，如下：
原因是：這
4位為附加位，且必須為零倦沧。為objc_msgSend使用唇撬。objc_msgSend會使用這些附加位單個指令標明是來自_maskAndBuckets的值。后面再詳細探究刀脏。
cache整體流程圖
