1.回顧之前
? 前面我們講過alloc的一些底層探索中缠导，在分配內(nèi)存的時候有涉及到內(nèi)存對齊的概念沦泌。instanceSize()中alignedInstanceSize()內(nèi)存分配粗略的講到了內(nèi)存對齊的概念瞄勾，下面我們來詳細了解一下
2.內(nèi)存對齊-初探
? 什么是內(nèi)存對齊？是否有很多問號弥激，剛接觸到這個概念的時候进陡，也是很疑惑。概念：編譯器在讀取內(nèi)存地址的時候秆撮，會按照一定的偏移量去讀人谋簟；比如在一個寫的struct里面定義一定變量职辨，里面變量大小都是4字節(jié)盗蟆，8字節(jié)，16 字節(jié)的舒裤，而且sizeof()大小也不是里面定義大小一樣（大于里面定義的字節(jié)大性省）。
? 為什么呢腾供？下面??我們來說明一下原因
內(nèi)存對齊的原因
? 1.讀取效率：cpu數(shù)據(jù)訪問效率仆邓。一般平臺系統(tǒng)會從基數(shù)位地址開始讀取，那么需要兩個周期才能拼湊成32bit/64bit伴鳖。所以從效率上考慮系統(tǒng)會吧基數(shù)字節(jié)自動補齊成偶數(shù)位一個周期便可以讀取完成节值，提高了讀取效率
? 2.硬件原因：一部分平臺不能訪問任意地址上的數(shù)據(jù)的，需要訪問特定指定類型的數(shù)據(jù)榜聂，不然會出現(xiàn)異常（具體哪些平臺尚不了解搞疗，需從網(wǎng)上了解...）
內(nèi)存對齊規(guī)則
1）數(shù)據(jù)成員對其規(guī)則：結(jié)構(gòu)體(struct)或聯(lián)合體(union)的數(shù)據(jù)成員，第一個數(shù)據(jù)成員放在offset為0的地方须肆，以后每個數(shù)據(jù)成員存儲的起始位置要從該成員大小或者成員的子成員大心淠恕（只要該成員有子成員，比如數(shù)組豌汇、結(jié)構(gòu)體等）的整數(shù)倍開始幢炸。
? 總結(jié)：int為4字節(jié)，則要從4的整數(shù)倍開始存儲
2）結(jié)構(gòu)體作為成員：如果一個結(jié)構(gòu)體內(nèi)部包含其他結(jié)構(gòu)體成員拒贱，則結(jié)構(gòu)體成員要從其內(nèi)部最大元素大小的整數(shù)倍地址開始存儲宛徊。
總結(jié)：struct x中包含char ，int柜思，double岩调，float等元素，那應該從8（double字節(jié)大猩呐獭）的整數(shù)倍開始存儲
3）收尾工作：結(jié)構(gòu)體的總大小，也就是sizeof的結(jié)果缰揪，必須是其內(nèi)部最大成員的整數(shù)倍陨享，不足的需要補齊葱淳。在malloc中總是為16的倍數(shù)。
內(nèi)存對齊-實戰(zhàn)
舉個栗子1
struct StructOne {
char a; // 1字節(jié)
double b; // 8字節(jié)
int c; // 4字節(jié)
short d; // 2字節(jié)
} Struct1;
?
struct StructTwo {
double b; // 8字節(jié)
int c; // 4字節(jié)
char a; // 1字節(jié)
short d; // 2字節(jié)
} Struct2;
?
struct StructOThree {
double b; // 8字節(jié)
char a; // 1字節(jié)
int c; // 4字節(jié)
short d; // 2字節(jié)
} Struct3;
?
NSLog(@"%lu---%lu---%lu",sizeof(Struct1),sizeof(Struct2),sizeof(Struct3));
輸出結(jié)果為： 24—16—24
我們從內(nèi)存對齊原則看抛姑，上面三個結(jié)構(gòu)體在內(nèi)存棧中的分布應該是這樣的：
搜狐公眾號推送的一片文章-內(nèi)存布局（推薦閱讀赞厕，很詳細）
類對象內(nèi)存開辟
1.準備工作
LLDB調(diào)試知識：
①: x/4gx 對象表示輸出4個16進制的8字節(jié)地址空間（x表示16進制，4表示4個定硝，g表示8字節(jié)為單位皿桑，等同于x/4xg 對象）
②:po與p：p表示"expression"——打印對象指針；而po是"expression -O"——打印對象本身
③:Xcode查看內(nèi)存地址 debug->Debug Workflow->view memory
? 舉個栗子??
@interface WXPerson : NSObject
@property (nonatomic, assign) NSInteger age;
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@property (nonatomic, assign) long height;
@property (nonatomic, assign) char c1;
@property (nonatomic, assign) float m_float;
@end
?
#import "WXPerson.h"
#import <objc/runtime.h>
#import <malloc/malloc.h>
?
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// insert code here...
WXPerson *p = [[WXPerson alloc] init];
p.name = @"Kaemi"; // NSString 8
p.age = 18; // int 4
p.height = 188; // long 8
p.c1 = 'a'; // char 1
p.m_float = 12.6; // float 4
NSLog(@"sizeof：%lu---申請內(nèi)存大小為：%lu——-系統(tǒng)開辟內(nèi)存大小為：%lu",sizeof([p class]),class_getInstanceSize([p class]),malloc_size((__bridge const void *)(p)));
}
return 0;
}
輸出結(jié)果為：sizeof：8---申請內(nèi)存大小為：40——-系統(tǒng)開辟內(nèi)存大小為：48
幾個知識點：sizeof() class_getInstanceSize() malloc_size() 是什么
sizeof：它是一個運算符蔬啡，在編譯時就可以獲取類型所占內(nèi)存的大小
class_getInstanceSize：依賴于<objc/runtime.h>诲侮，返回創(chuàng)建一個實例對象所需內(nèi)存大小，不考慮malloc函數(shù)的話箱蟆，內(nèi)存對齊一般是以 8 字節(jié)對齊
malloc_size：依賴于<malloc/malloc.h>沟绪，返回系統(tǒng)實際分配的內(nèi)存大小，在Mac空猜、iOS中的malloc函數(shù)分配的內(nèi)存大小總是 16 的倍數(shù)
那為啥class_getInstanceSize返回的值是40绽慈，malloc_size返回時48呢？下面??我們來分析一下
3.malloc源碼分析
內(nèi)存開辟辈毯，我們在
alloc內(nèi)存開辟中還遺留了一個問題：obj = (id)calloc(1, size)坝疼，之前我們用objc源碼無法斷點下手，現(xiàn)在我們可以用libmalloc源碼來分析一下
在libmalloc源碼中新建target谆沃，按照objc源碼中的方式調(diào)用
void *p = calloc(1, 40);
斷點malloc_zone_calloc();
通過調(diào)試臺看一下具體實現(xiàn)
(lldb) p zone->calloc
(void *(*)(_malloc_zone_t *, size_t, size_t)) $0 = 0x000000010031cd14 (.dylib`default_zone_calloc at malloc.c:249)
確定default_zone_calloc钝凶，再搜索它的實現(xiàn)源碼
static void *
default_zone_calloc(malloc_zone_t *zone, size_t num_items, size_t size)
{
zone = runtime_default_zone();
return zone->calloc(zone, num_items, size);
}
繼續(xù)用lldb查看：
(lldb) p zone->calloc
(void *(*)(_malloc_zone_t *, size_t, size_t)) $0 = 0x000000010031e33f (.dylib`nano_calloc at nano_malloc.c:878)
再進去
最后我們會到這邊
/*
* #define SHIFT_NANO_QUANTUM 4
* #define NANO_REGIME_QUANTA_SIZE (1 << SHIFT_NANO_QUANTUM) // 16
*/
static MALLOC_INLINE size_t
segregated_size_to_fit(nanozone_t *nanozone, size_t size, size_t *pKey)
{
size_t k, slot_bytes;
if (0 == size) {
size = NANO_REGIME_QUANTA_SIZE;
}
k = (size + NANO_REGIME_QUANTA_SIZE - 1) >> SHIFT_NANO_QUANTUM; // round up and shift for number of quanta
slot_bytes = k << SHIFT_NANO_QUANTUM; // multiply by power of two quanta size
*pKey = k - 1; // Zero-based!
?
return slot_bytes;
}
class_getInstanceSize 是對象對8字節(jié)對齊，根據(jù)內(nèi)存對齊原則可知分配了40大泄鼙小腿椎；
malloc_size中的48是怎么來的。這里有多個size_t類夭咬，斷點調(diào)試看了下的size是我們傳進來的40啃炸，而slot_bytes剛好是我們的目標48，
在經(jīng)過 (40 + 16 - 1) >> 4 << 4 操作后卓舵，結(jié)果為48南用，也就是16的整數(shù)倍——即16字節(jié)對齊
malloc_size 系統(tǒng)對對象做了16字節(jié)對齊
總結(jié)
對象的屬性是8字節(jié)對齊
對象是16字節(jié)對齊
因為內(nèi)存是連續(xù)的，通過 16 字節(jié)對齊規(guī)避風險和容錯掏湾，防止訪問溢出
同時裹虫，也提高了尋址訪問效率，也就是空間換時間
