窥探iOS底层实现--OC对象的本质(二)

窥探iOS底层实现--OC对象的本质(一) - 掘金

窥探iOS底层实现--OC对象的本质(二) - 掘金

窥探iOS底层实现--OC对象的分类：instance、class、meta-calss对象的isa和superclass - 掘金

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思考： 如果我的Student有三个成员变量 那么会占用对少个字节？ （class_getInstanceSize([Student class]) 的输出是多少？ malloc_size((__bridge const void *)stu的输出是多少？ ）

#import <malloc/malloc.h>
#import <OBJC/runtime.h>
///> Student类
@interface Student: NSObject{
    @public
    int _no;
    int _age;
    int _gender;
}

///> 实际底层的结构体 结构
//struct Student_IMPL{
//    Class isa,
//    int _no,
//    int _age;
//    int _gender;

//}
@end

@implementation Student
@end

///> main
int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Student *stu = [[Student alloc]init];
        stu->_no = 4;
        stu->_age = 5;
        stu->_gender = 1; 
        NSLog(@"%zd", class_getInstanceSize([Student class]));
        NSLog(@"%zd", malloc_size((__bridge const void *)stu));        
        
        /**输出结果
        24
        32
        */ 
    }
    return 0;
}

• 最终的输出结果为：
  • class_getInstanceSize： 24
  • malloc_size： 32

首先探究下一为什么malloc_size的输出为32 ?

可以使用Xcode自带的工具去查看 系统分配的内存和使用的内存情况。

首先我们需要拿到stu对象的内存地址：

OC_%E6%89%93%E5%8D%B0%E5%86%85%E5%AD%98%E5%9C%B0%E5%9D%80log.png

xcode控制台常用指令：（地址）
这里我们的内存地址为：<Student: 0x600002746b60>

OC_2_%E6%89%93%E5%BC%80viewMemory.png

然后选择:Debug --> Degug Workflow --> View Memory

OC_2_ViewMemory_01.png

在下方的位置输入我们刚刚得到的内存地址后就可以了，stu的内存结构如上图所示

OC_2_ViewMemory_02.png

直到红线的位置都是stu所开辟的存储空间，直到红色数线后才有了新的值， 在之前都是00值而且在内存中内存是连续的， 所以我们可以认为，直到红色竖线位置之前都是stu所分配的存储空间

OC_2_ViewMemory_03.png

如上图所示

• 绿色区域：前8位就是我们上节课所说的对象的本质实质上就是结构体：然而结构体中的带有Class isa 指针，每个对象中都会包含这个Class isa 这个指针。这个指针占用了8个字节。
• 蓝色区域：成员变量_no：因为是Int类型所以真用了4个字节。
• 黄色区域：成员变量_age：因为是Int类型所以真用了4个字节。
• 灰色区域：成员变量_gender：因为是Int类型所以真用了4个字节。
• 白色区域：所有的都是00，可以认为是已经开辟的的内存但是并没有使用的区域。

由上图分析：我们可以得出 stu实际上在内存中分配了32个字节的内存空间 也就是 malloc_size() 所输出的开辟内存空间的字节数。

接下来探究下一为什么class_getInstanceSize的输出为24 ?

class_getInstanceSize 顾名思义 获取类的实例大小
isa占用8个 + _no：4个 + _age4个 + _gender4个

@interface Student: NSObject{
    @public
    Class isa;   ///> 8
    int _no;     ///> 4
    int _age;    ///> 4
    int _gender; ///> 4
} ///  计算相加后  为20个，

结构体存在一个内存对其的操作，这样有利于CPU的访问，
在CO中用到的内存对其的一条规则就是：
结构体为了保证内存对其 最重的真用内存一定是占用最大的一个变量的倍数， 在这里我们isa占用了8个字节数， 所以虽然实际上只使用了20个字节，但是为了保证内存对其的规则 所以使用了24个字节，

如果我们有4个成员变量的话：

@interface Student: NSObject{
    @public
    Class isa;   ///> 8
    int _no;     ///> 4
    int _age;    ///> 4
    int _gender; ///> 4
    int _height; ///> 4
} ///  计算相加后  为24个，

我们真用的内存还是24，开辟依旧是32个字节。

如果在增加一个成员变量的话：

@interface Student: NSObject{
    @public
    Class isa;   ///> 8
    int _no;     ///> 4
    int _age;    ///> 4
    int _gender; ///> 4
    int _height; ///> 4
    int _weight; ///> 4
} ///  计算相加后  为28个，

为了保证内存对其所以大小为32个字节，开辟依旧是32个字节。

malloc_size() 也运用了内存对其的 上篇文章中解释了为什么给类的内存分配了16个字节， 由于内存对其的原因所以stu类分配了32个字节。