isa_t

objc_object中，第一个成员变量就是isa_t isa，也就是说所有的对象都包含一个类型为isa_t的变量isa。
在早期32bit版本中，isa只是一个单一的指针，用于储存对象的类或类对象的元类，但在64bit的操作系统中，用一个8字节指针的长度只储存一个对象地址显然造成了浪费，所以苹果将isa进行了优化，变成了isa_t。

isa_t是一个union类型的结构体，union类型的成员变量共用同一块地址空间，即同一个内存段可以用来存放几种不同类型的成员，需要注意的是在每一瞬间只能存放其中的一种，而不是同时存放几种。

在 ObjC 源代码中可以看到这样的定义：

#define ISA_MASK      0x00007ffffffffff8ULL
#define ISA_MAGIC_MASK  0x001f800000000001ULL
#define ISA_MAGIC_VALUE 0x001d800000000001ULL
#define RC_ONE   (1ULL<<56)
#define RC_HALF  (1ULL<<7)
union isa_t {
    isa_t() { }
    isa_t(uintptr_t value) : bits(value) { }
    Class cls;
    uintptr_t bits;
    struct {
        uintptr_t indexed : 1;
        uintptr_t has_assoc : 1;
        uintptr_t has_cxx_dtor  : 1;
        uintptr_t shiftcls  : 44;
        uintptr_t magic  : 6;
        uintptr_t weakly_referenced : 1;
        uintptr_t deallocating  : 1;
        uintptr_t has_sidetable_rc : 1;
        uintptr_t extra_rc : 8;
    };
};

这其中的isa_t、cls、bits、还有结构体共用一块地址空间。

结构体参数：
nonpointer：代表是否开启NONPOINTER isa指针优化，如果该位为0，则表示当前结构的值只是一个指针没有保存其他信息，如果为1，则表示当前结构不是指针,而是一个包含了其他信息的位域结构
has_assoc：当前对象是否使用objc_setAssociatedObject动态绑定了额外的属性
has_cxx_dtor：对象是否含有C++或者Objc的析构器，不含有时对象释放速度会更快
shiftcls：类的指针，相当于早期实现中的isa指针，在arm64下占据33位，x86_64下44位
magic：判断当前对象是真的对象还是没有初始化的空间，在arm64中为0x16，x86_64下为0x3b
weakly_referenced：是否为弱引用的对象
deallocating：对象是否正在执行析构函数（是否在释放内存）
has_sidetable_rc：判断是否需要用sidetable去处理引用计数，（extra_rc的大小会影响到这个变量）
extra_rc：存储该对象的引用计数值减一后的结果，当对象的引用计数使用extra_rc足以存储时has_sidetable_rc = 0；当对象的引用计数使用extra_rc不能存储时has_sidetable_rc = 1。可见对象的引用计数主要存储在两个地方：如果isa中extra_rc足以存储则存储在isa的位域中，如果isa位域不足以存储，就会使用sidetable去存储

接下来看看isa_t的初始化过程：

#define ISA_MASK 0x0000000ffffffff8ULL
#define ISA_MAGIC_MASK 0x000003f000000001ULL
#define ISA_MAGIC_VALUE 0x000001a000000001ULL
inline void 
objc_object::initIsa(Class cls, bool nonpointer, bool hasCxxDtor) 
{  
    if (!nonpointer) {
        isa.cls = cls;
    } else { 
        isa_t newisa(0); 
        newisa.bits = ISA_MAGIC_VALUE;
        // isa.magic is part of ISA_MAGIC_VALUE
        // isa.nonpointer is part of ISA_MAGIC_VALUE 
        newisa.has_cxx_dtor = hasCxxDtor;
        newisa.shiftcls = (uintptr_t)cls >> 3; 

        // 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;
    }
}

在这一初始化过程中，newisa.bits = ISA_MAGIC_VALUE;将bits进行初始化，主要有两个作用，一是将nonpointer标记为1，证明开启了isa优化，二是初始化magic位，用于标记该对象已经初始化。
newisa.has_cxx_dtor = hasCxxDtor;初始化对象标记是否有C++或者OC析构函数，如果存在在对象释放时需要消耗更多时间来对对象进行析构。
newisa.shiftcls = (uintptr_t)cls >> 3;将对象指向的类或者类的元类指针赋值给位域shiftcls，因为前三位被nonpointer，has_assoc和has_cxx_dtor被占据，所以需要将真实的指针左移三位进行复制保存。