0C底层-isa探索

2020-09-13 本文已影响0人含笑州

前言

最近看了最新的objc781源码，发现ios对isa做了一些优化，采用了联合体位域，提高了一些性能。

结构体(struct)中所有变量是“共存”的——优点是“有容乃⼤”，

全⾯；缺点是struct内存空间的分配是粗放的，不管⽤不⽤，全分配。

联合体(union)中是各变量是“互斥”的——缺点就是不够“包容”；

但优点是内存使⽤更为精细灵活，也节省了内存空间。

对象的本质是 结构体，这很好理解，因为OC 是 C 与 C++ 的超集。一个对象可以有多种不同数据类型的属性，那可以容纳不同数据类型的复杂结构，当然是结构体了。我们通过查看苹果的源码也可以佐证这一说法：

我们发现无论是实例化的对象还是还是类对象本质都是结构体，而且他们的内部都有一个isa，那么这个这个isa都是指向什么呢，如下图：

isa流程图

我们主要探索的是arm64中的关键代码如下：

isa_t 是一个联合体，这里所占空间为 8字节，共64位，内存布局从低位到高位情况如下图：

解释一下各存储内容的含义：

nonpointer（存储在第0字节） : 是否为优化isa标志。0代表是优化前的isa，一个纯指向类或元类的指针；1表示优化后的isa，不止是一个指针，isa中包含类信息、对象的引用计数等。现在基本上都是优化后的isa。

has_assoc （存储在第1个字节）: 关联对象标志位。对象含有或者曾经含有关联引用，0表示没有，1表示有，没有关联引用的可以更快地释放内存（dealloc的底层代码有体现）。

has_cxx_dtor（存储在第2个字节）: 析构函数标志位，如果有析构函数，则需进行析构逻辑，如果没有，则可以更快速地释放对象（dealloc的底层代码有体现）。

shiftcls ：（存储在第3-35字节）存储类的指针，其实就是优化之前 isa 指向的内容。在arm64架构中有33位用来存储类指针。x86_64架构有44位。

magic（存储在第36-41字节）：判断对象是否初始化完成，是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（存储在第42字节）：对象被指向或者曾经指向一个 ARC 的弱变量，没有弱引用的对象可以更快释放（dealloc的底层代码有体现）。

deallocating（存储在第43字节）：标志对象是否正在释放内存。

has_sidetable_rc（存储在第44字节）：判断该对象的引用计数是否过大，如果过大则需要其他散列表来进行存储。

extra_rc（存储在第45-63字节。）：存放该对象的引用计数值减1后的结果。对象的引用计数超过 1，会存在这个里面，如果引用计数为 10，extra_rc 的值就为 9。

如上，优化之后的 isa，保留了优化之前类的指针（shiftcls），所以依然可以通过isa找到对应的类，在类中通过super_class找到父类，这对于 isa 的指向图的部分是一样子。同时还包含了更多其他的内容，这个设计和 taggedpointer 有些类似，把内存用到极致。