理解探究塔淤，防止忘記流礁。給出一套示例（當前運行環(huán)境64位操作系統(tǒng)，所以下面的計算都是基于64位操作系統(tǒng)的）：
Person -> NSObject -> MetaClass
////////////////////////////
//Person類中無任何成員變量
Person *person = [[Person alloc] init];
//////////////////////////在C++的編譯下得到：
struct Person_IMPL {
struct NSObject_IMPL NSObject_IVARS;
}
////////////////////////////////////////
NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
在C++的編譯下得到：
struct NSObject_IMPL {
Class isa;
}
///////////////////////////////////////
而Class為一個結(jié)構(gòu)體的指針:
typedef struct objc_class *Class;
所以妹蔽，要想知道OC對象的大小椎眯，就只需了解指針的大小和結(jié)構(gòu)體的大小。
下面只計算NSObject的大小
NSLog(@"%zd",class_getInstanceSize([NSObject class]));
NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
NSLog(@"%zd",malloc_size((__bridge const void *)(obj)));
///////////////////////////輸出結(jié)果為：
8
16
class_getInstanceSize和malloc_size產(chǎn)生的結(jié)果有差距
那么就需要知道這兩個函數(shù)內(nèi)部做了些啥了
通過查看runtime源碼知道胳岂，class_getInstanceSize
//1.
size_t class_getInstanceSize(Class cls) {
if (!cls) return 0;
// 返回對齊過的實例大小
return cls->alignedInstanceSize();
}
//2. Class's ivar size rounded up to a pointer-size boundary.
uint32_t alignedInstanceSize() {
// 返回成員變量的大小
return word_align(unalignedInstanceSize());
}
由源碼知道编整，class_getInstanceSize返回的是成員變量的大小，而在[NSObject class]中只有一個指向Class類型的指針旦万。所以class_getInstanceSize([NSObject class])獲取的大小 ==等價于== 一個指向Class類型的指針的大小。
alloc的完整實現(xiàn)流程镶蹋，可以配合著看下成艘。下面我給出alloc==創(chuàng)建實例對象==的一條實現(xiàn)流程：
1.
+ (id)alloc {
return _objc_rootAlloc(self);
}
2.
id _objc_rootAlloc(Class cls) {
return callAlloc(cls, false/*checkNil*/, true/*allocWithZone*/);
}
3.
id class_createInstance(Class cls, size_t extraBytes) {
return _class_createInstanceFromZone(cls, extraBytes, nil);
}
4. // Call [cls alloc] or [cls allocWithZone:nil], with appropriate shortcutting optimizations.
static ALWAYS_INLINE id callAlloc(Class cls, bool checkNil, bool allocWithZone=false) {
if (slowpath(checkNil && !cls)) return nil;
#if __OBJC2__
if (fastpath(!cls->ISA()->hasCustomAWZ())) {
// No alloc/allocWithZone implementation. Go straight to the allocator.
// fixme store hasCustomAWZ in the non-meta class and
// add it to canAllocFast's summary
if (fastpath(cls->canAllocFast())) {
// No ctors, raw isa, etc. Go straight to the metal.
bool dtor = cls->hasCxxDtor();
id obj = (id)calloc(1, cls->bits.fastInstanceSize());
if (slowpath(!obj)) return callBadAllocHandler(cls);
//初始化isa
obj->initInstanceIsa(cls, dtor);
return obj;
} else {
// Has ctor or raw isa or something. Use the slower path.
//創(chuàng)建一個實例createInstance
id obj = class_createInstance(cls, 0);
if (slowpath(!obj)) return callBadAllocHandler(cls);
return obj;
}
}
#endif
// No shortcuts available.
if (allocWithZone) return [cls allocWithZone:nil];
return [cls alloc];
}
5.
id class_createInstance(Class cls, size_t extraBytes) {
return _class_createInstanceFromZone(cls, extraBytes, nil);
}
6.
_class_createInstanceFromZone(Class cls, size_t extraBytes, void *zone, bool cxxConstruct = true,
size_t *outAllocatedSize = nil) {
...
size_t size = cls->instanceSize(extraBytes);
...
}
7.
size_t instanceSize(size_t extraBytes) {
size_t size = alignedInstanceSize() + extraBytes;
// CF requires all objects be at least 16 bytes.至少16個字節(jié)
if (size < 16) size = 16;
return size;
}
alloc在創(chuàng)建實例對象的流程中，必然會調(diào)用instanceSize方法贺归，所以淆两，malloc_size結(jié)果為16字節(jié) 。
可以看出拂酣，class_getInstanceSize()函數(shù)是對象理論上需要的內(nèi)存秋冰。alloc是對象實際對象需要的內(nèi)存。實際分配中蘋果提前有一塊兒一塊兒的內(nèi)存塊兒婶熬，這些內(nèi)存塊兒都是16的倍數(shù)剑勾，最大是256。所以==通過alloc實際分配內(nèi)存的對象赵颅，都是16的倍數(shù)虽另，至少16==.
注意：64位和32位操作系統(tǒng)，字符饺谬，基本數(shù)據(jù)捂刺，指針的大小，存在差異。
image
再新建一個Person類
//////////////////.h
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface Person : NSObject {
int a;
}
@end
//////////////////.m
#import "Person.h"
@implementation Person
@endNSObject_IMPL
///////////////在C++的編譯下得到
struct Person_IMPL {
struct NSObject_IMPL NSObject_IVARS;
int a;
};
///////////////輸出結(jié)果為
16
16
class_getInstanceSize([Person class])按照理論計算可能是12族展，然而得到大小為16森缠。
1.
size_t class_getInstanceSize(Class cls)
{
if (!cls) return 0;
// 返回對齊過的實例大小
return cls->alignedInstanceSize();
}
2.
uint32_t alignedInstanceSize() {
return word_align(unalignedInstanceSize());
}
3.
#ifdef __LP64__
# define WORD_SHIFT 3UL
# define WORD_MASK 7UL
# define WORD_BITS 64
#else
# define WORD_SHIFT 2UL
# define WORD_MASK 3UL
# define WORD_BITS 32
#endif
static inline uint32_t word_align(uint32_t x) {
return (x + WORD_MASK) & ~WORD_MASK;
}
static inline size_t word_align(size_t x) {
return (x + WORD_MASK) & ~WORD_MASK;
}
從源碼中發(fā)現(xiàn)實際的占用大小經(jīng)過一次內(nèi)存對齊操作word_align.
通過class_getInstanceSize獲取的對象內(nèi)存大小是，實際需要的內(nèi)存大小仪缸，遵循結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對齊的原則即可贵涵。詳情可以了解結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對齊.
結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對齊規(guī)則：
- 第一個成員在與結(jié)構(gòu)體變量偏移量為0的地址處。
- 其他成員變量要對齊到某個數(shù)字（對齊數(shù)）的整數(shù)倍的地址處腹殿。
- 對齊數(shù) = 編譯器默認的一個對齊數(shù) 與 該成員大小的較小值独悴。 windows(32)/VC6.0 中默認的值為8, linux(32)/GCC 中的默認值為4。
- 結(jié)構(gòu)體總大小為最大對齊數(shù)（每個成員變量都有一個對齊數(shù)）的整數(shù)倍锣尉。
- 如果嵌套了結(jié)構(gòu)體的情況刻炒，嵌套的結(jié)構(gòu)體對齊到自己的最大對齊數(shù)的整數(shù)倍處，結(jié)構(gòu)體的整體大小就是所有最大對齊數(shù)（含嵌套結(jié)構(gòu)體的對齊數(shù)）的整數(shù)倍自沧。
所以計算方式是：
1.
struct Person_IMPL {
struct NSObject_IMPL NSObject_IVARS;//8個字節(jié)
int a;//最后的占用大小是最大元素的倍數(shù),所以結(jié)果為：8+4 最大元素倍數(shù)最接近的是 8 + 8
};
2.
struct NSObject_IMPL {
Class isa;//isa 指向objc_class結(jié)構(gòu)體對象的指針
}
3.
typedef struct objc_class *Class;
4.
struct objc_class : objc_object {
...
}
下面坟奥，我再給出幾個例子，可以分析下最后打印結(jié)果
@interface SuperPerson : Person {
int d;
}
@interface Person : NSObject {
char a[6];
}
///////////
NSLog(@"%zd",class_getInstanceSize([SuperPerson class]));
SuperPerson *p = [[SuperPerson alloc] init];
NSLog(@"%zd",malloc_size((__bridge const void *)(p)));
@interface SuperPerson : Person {
char d[3];
}
@interface Person : NSObject {
char a[6];
}
///////////
NSLog(@"%zd",class_getInstanceSize([SuperPerson class]));
SuperPerson *p = [[SuperPerson alloc] init];
NSLog(@"%zd",malloc_size((__bridge const void *)(p)));
@interface SuperPerson : Person {
int d;
}
@interface Person : NSObject {
int a;
char b;
}
///////////
NSLog(@"%zd",class_getInstanceSize([SuperPerson class]));
SuperPerson *p = [[SuperPerson alloc] init];
NSLog(@"%zd",malloc_size((__bridge const void *)(p)));
理解內(nèi)存對齊
struct stu{
long a;
int b;
char c;
};
struct tea{
int n;
struct stu student;
long m;
};
//存a 對齊數(shù)為8 從對齊數(shù)的整數(shù)倍0開始存拇厢，存b 對齊數(shù)為4 從對齊數(shù)的整數(shù)倍8開始存爱谁，存c 對齊數(shù)為1 從對齊數(shù)的整數(shù)倍12開始存，遵循結(jié)構(gòu)體總大小為最大對齊數(shù)（每個成員變量都有一個對齊數(shù)）的整數(shù)倍孝偎，得出16
printf("%lu\n",sizeof(struct stu));
//存n 對齊數(shù)為4 從對齊數(shù)的整數(shù)倍0開始存访敌，存結(jié)構(gòu)體stu 對齊數(shù)為8 從對齊數(shù)的整數(shù)倍8開始存，存a 對齊數(shù)為8 從對齊數(shù)的整數(shù)倍8開始存衣盾，存b 對齊數(shù)為4 從對齊數(shù)的整數(shù)倍12開始存寺旺，存c 對齊數(shù)為1 從對齊數(shù)的整數(shù)倍16開始存，存m 對齊數(shù)為8 從對齊數(shù)的整數(shù)倍24開始存势决，遵循結(jié)構(gòu)體總大小為最大對齊數(shù)（每個成員變量都有一個對齊數(shù)）的整數(shù)倍阻塑，得出32
printf("%lu\n",sizeof(struct tea));
OC對象結(jié)構(gòu)圖
OC對象結(jié)構(gòu)圖
