12期_iOS_探究iSA

2023-08-13 本文已影响0人萧修

引入一个nonpointer概念

早期调用isa可以返回类，后来苹果为了优化内存，使其内部增加了及其丰富的信息，并且增加了isa_mask，不让直接获取类，有优化就是nonpointer

isa简介

从初始化isa源码入手分析

inline void 
objc_object::initIsa(Class cls, bool nonpointer, UNUSED_WITHOUT_INDEXED_ISA_AND_DTOR_BIT bool hasCxxDtor)
{ 
    ASSERT(!isTaggedPointer()); 
    
    isa_t newisa(0);

    if (!nonpointer) {
        newisa.setClass(cls, this);
    } else {
        ASSERT(!DisableNonpointerIsa);
        ASSERT(!cls->instancesRequireRawIsa());


#if SUPPORT_INDEXED_ISA
        ASSERT(cls->classArrayIndex() > 0);
        newisa.bits = ISA_INDEX_MAGIC_VALUE;
        // isa.magic is part of ISA_MAGIC_VALUE
        // isa.nonpointer is part of ISA_MAGIC_VALUE
        newisa.has_cxx_dtor = hasCxxDtor;
        newisa.indexcls = (uintptr_t)cls->classArrayIndex();
#else
        newisa.bits = ISA_MAGIC_VALUE;
        // isa.magic is part of ISA_MAGIC_VALUE
        // isa.nonpointer is part of ISA_MAGIC_VALUE
#   if ISA_HAS_CXX_DTOR_BIT
        newisa.has_cxx_dtor = hasCxxDtor;
#   endif
        newisa.setClass(cls, this);
#endif
        newisa.extra_rc = 1;
    }

    // This write must be performed in a single store in some cases
    // (for example when realizing a class because other threads
    // may simultaneously try to use the class).
    // fixme use atomics here to guarantee single-store and to
    // guarantee memory order w.r.t. the class index table
    // ...but not too atomic because we don't want to hurt instantiation
    isa = newisa;
}

ASSERT(!isTaggedPointer());
首先断言判断，是否是小对象，不是小对象，执行下面语句

isa_t newisa(0)初始化isa_t

if (!nonpointer)判断是否优化，未开启优化，直接关联
newisa.setClass(cls, this);否则执行

从这里可以看出isa_t才是isa的真正的结构

isa的数据结构

代码如下

union isa_t {
    isa_t() { }
    isa_t(uintptr_t value) : bits(value) { }

    uintptr_t bits;

private:
    Class cls;
    
public:
#if defined(ISA_BITFIELD)
    struct {
        ISA_BITFIELD;  // defined in isa.h
    };

#endif
};

看出isa_t是联合体+位域

联合体大小取决于内部最大的元素的大小，所以isa大小为8字节。
联合体内部的元素在内存中是互相覆盖，所以cls和bits不会同时存在

联合体内部又增加了位域结构使isa更加丰富，接下来，我们来看ISA_BITFIELD

#   define ISA_BITFIELD
      uintptr_t nonpointer        : 1;
      uintptr_t has_assoc         : 1;
      uintptr_t has_cxx_dtor      : 1;
      uintptr_t shiftcls          : 44; /*MACH_VM_MAX_ADDRESS 0x7fffffe00000*/ \
      uintptr_t magic             : 6;
      uintptr_t weakly_referenced : 1;
      uintptr_t unused            : 1;
      uintptr_t has_sidetable_rc  : 1;
      uintptr_t extra_rc          : 8

nonpointer：表示是否对isa指针开启优化（0：纯isa指针，1：不止是类对象地址，还包含了类信息，对象的引用计数等）
has_assoc：关联对象标志位（0没有，1存在）
has_cxx_dtor：该对象是否有C++或者Objc的析构器，如果有析构函数，则需要做析构逻辑，如果没有，可以更快释放对象
shiftcls：存储类指针的值。开启指针优化的情况，在arm64架构下，有33位用来存储类指针
magic：用于调试器判断当前对象是真的对象，还是没有初始化的空间
weakly_referenced:对象是否被指向或者曾经指向一个ARC的弱变量，没有弱引用的变量可以更快释放。
deallocating：标志对象是否正在释放内存
has_sidetable_rc：当对象的引用计数大于10时，则需要该变量存储进位
extra_rc：表示该对象的引用计数值，实际上引用计数值减1，例如如果引用对象为10，那么该值为9，如引用计数大于10，则需要用到has_sidetable_rc

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isa简介

isa的数据结构

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