iOS 实例对象占用内存
1. NSObject的实例对象占用多少空间?
答: 16个字节;
其中主要涉及到两个方法;
class_getInstanceSize: 通过在opensource/objc源码中可以查到, 此方法返回的是类中成员变量(内存对齐后)的的大小;(需要引入头文件#import <objc/runtime.h>)
malloc_size: 实例开辟的空间大小;(需要引入头文件#import <malloc/malloc.h>)
NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
NSLog(@"实例空间大小; NSObject : %zd; ", class_getInstanceSize([NSObject class]));
NSLog(@"malloc空间大小; NSObject : %zd; ", malloc_size((__bridge const void *)obj));
2020-06-15 22:38:02.783788+0800 Instance对象的本质[4134:69648] 实例空间大小; NSObject : 8;
2020-06-15 22:38:02.783912+0800 Instance对象的本质[4134:69648] malloc空间大小; NSObject : 16;
在C++文件中搜索NSObject_IMPL可以得到如下结构体, 证明OC的类最终是以结构体存储;成员变量 isa 指针占用8个字节;
///NSObject_implementation
struct NSObject_IMPL {
Class isa;
};
NSObject的接口文件描述
@interface NSObject <NSObject> {
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wobjc-interface-ivars"
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#pragma clang diagnostic pop
}
为什么只用了8个字节缺开辟16字节空间呢?
objc源码下载
class_getInstanceSize方法实现
size_t class_getInstanceSize(Class cls)
{
if (!cls) return 0;
return cls->alignedInstanceSize();
}
// Class's ivar size rounded up to a pointer-size boundary.
通过这句官方注释可以得到为什么是8个字节;因为返回的成员变量内存对齐格式化后的大小;
uint32_t alignedInstanceSize() const {
return word_align(unalignedInstanceSize());
}
解释为什么每次都是开辟16个字节;
通过看 objc的源码;查看 alloc 方法的调用顺序;
+ (id)alloc {
return _objc_rootAlloc(self);
}
=>
id
_objc_rootAlloc(Class cls)
{
return callAlloc(cls, false/*checkNil*/, true/*allocWithZone*/);//注意传入的两个 BOOL 值
}
=>
static ALWAYS_INLINE id
callAlloc(Class cls, bool checkNil, bool allocWithZone=false)
{
#if __OBJC2__
if (slowpath(checkNil && !cls)) return nil;
if (fastpath(!cls->ISA()->hasCustomAWZ())) {
return _objc_rootAllocWithZone(cls, nil);
}
#endif
// No shortcuts available.
if (allocWithZone) {//这里是 true
return ((id(*)(id, SEL, struct _NSZone *))objc_msgSend)(cls, @selector(allocWithZone:), nil);
}
return ((id(*)(id, SEL))objc_msgSend)(cls, @selector(alloc));
}
可以得到, alloc 最终调用的是 allocWithZone方法;
=>再看objc源码allocWithZone调用顺序;
// Replaced by ObjectAlloc
+ (id)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone {
return _objc_rootAllocWithZone(self, (malloc_zone_t *)zone);
}
=>
id
_objc_rootAllocWithZone(Class cls, malloc_zone_t *zone)
{
id obj;
if (fastpath(!zone)) {
obj = class_createInstance(cls, 0);
} else {
obj = class_createInstanceFromZone(cls, 0, zone);
}
if (slowpath(!obj)) obj = _objc_callBadAllocHandler(cls);
return obj;
}
=>
id class_createInstance(Class cls, size_t extraBytes)
{
return (*_alloc)(cls, extraBytes);
}
=>
id (*_alloc)(Class, size_t) = _class_createInstance;
=>
static id _class_createInstance(Class cls, size_t extraBytes)
{
return _class_createInstanceFromZone (cls, extraBytes, nil);
}
=>
id
_class_createInstanceFromZone(Class cls, size_t extraBytes, void *zone)
{
void *bytes;
size_t size;
// Can't create something for nothing
if (!cls) return nil;
// Allocate and initialize
size = cls->alignedInstanceSize() + extraBytes;
// CF requires all objects be at least 16 bytes.
通过这句官方注释可以得到为什么会分配16个字节: 因为不足16字节时会自动补齐够16个字节, 个人理解这个是跟内存对齐和系统架构有关;
if (size < 16) size = 16;
if (zone) {
bytes = malloc_zone_calloc((malloc_zone_t *)zone, 1, size);
} else {
bytes = calloc(1, size);
}
return objc_constructInstance(cls, bytes);
}
2 Model和SonModel的实例各占多少字节?
Model的定义
@interface Model : NSObject {
@public
int _age;
double _height;
}
@end
SonModel的定义
@interface SonModel : Model {
int _count;
}
@end
model的两个值是24和32;
sonModel的两个值是32和32;
NSLog(@" Model的实例 占用空间 : %zd; 开辟空间 : %zd", class_getInstanceSize([Model class]), malloc_size((__bridge void const *)model));
NSLog(@" SonModel的实例 占用空间 : %zd; 开辟空间 : %zd", class_getInstanceSize([SonModel class]), malloc_size((__bridge void const *)sonModel));
2020-06-16 22:41:41.930923+0800 Instance对象的本质[1205:38053] Model的实例 占用空间 : 24; 开辟空间 : 32
2020-06-16 22:41:41.931044+0800 Instance对象的本质[1205:38053] SonModel的实例 占用空间 : 32; 开辟空间 : 32
将两个文件的.m转为C++文件后可以得到
struct Model_IMPL {
struct NSObject_IMPL NSObject_IVARS;
int _age;
double _height;
};
struct SonModel_IMPL {
struct Model_IMPL Model_IVARS;
int _count;
};
首先解释为什么model的两个值是24和32;
通过问题1的解释可以得到NSObject的实例开辟了16个字节(系统限制, 至少开辟16个字节, 问题1中有解释为什么)但是实际只占用了8个字节, 所以后面8个字节空闲, model的_age直接连续占用空闲中4个字节, 剩下4个字节不够_height则重新开辟16个字节, 实际使用8个字节, 再次剩余8个字节;
实际占用: struct NSObject_IMPL NSObject_IVARS 16个字节(因为有空闲, 所以可以包含_age所需空间) + double _height8个字节 = 24个字节;(实际真正是8+8+4=20个字节, 根据内存对其规则, 占用24个字节)
实际开辟: struct NSObject_IMPL NSObject_IVARS 16个字节(因为有空闲, 所以可以包含_age所需空间) + double _height 16个字节 = 32个字节;
model的内存开辟和占用情况
再解释sonModel的两个值是32和32;
struct Model_IMPL Model_IVARS占用32个字节(后面8个未使用),所以int _count所需的4个字节直接连在那8个未使用的空间中, 不再需要额外开辟空间; 所以两个值都是32;
通过指令将OC文件转换为C++文件
指令: xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc 文件.m -o 文件-arm64.cpp
如果需要链接其他框架, 使用-framework参数; 例:-framework UIKit
有理解错误地方请不吝赐教
