Objective-C对象底层本质

我们平时编写的Objective-C代码,底层实现其实都是C\C++代码。

所以Objective-C的面向对象都是基于C\C++的数据结构实现的。

思考:那么是基于什么数据结构实现的呢?

猜测:结构体。因为只有结构体才能容纳不同类型。

探索
  • 探索思路:我们将OC文件转化为C++文件来探寻OC对象的本质
  • 探索操作:利用clang重写OC文件,转换为c++文件
clang -rewrite-objc main.m -o main.cpp 
// 竟然有9万+行的代码,因为不同硬件平台的代码不一样,我们只关注iOS上的代码。

// 所以要指定arm64架构。
// 指定了架构,就只生成arm64架构的代码,才3万+行代码
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main-arm64.cpp 

打开main.cpp文件,搜索NSObjcet_IMPL,查看NSObject的内部实现,发现是一个结构体,如图:

  • 探索总结:
    • OC类的底层实现就是一个结构体。那么NSObject对象在内存中就是一个结构体。
    • 跟到Class里面查看发现typedef struct objc_class *Class,isa是一个指针。
    • obj 和 isa指向的地址相同。
分析内存结构

方式:通过打断点。
Debug Workflow -> viewMemory address中输入内存的地址。
可以看到分配了连续16个字节给这个对象,其中前8个字节已经被isa指针占用。

实例分析

创建一个类,继承自NSObject,为这个类定义两个int类型的属性,这个对象占用多少内存?


我们知道,系统为对象分配内存都是连续的,那从右边的内存地址可以分析出内存大小。


提问,一个NSObject对象占用多少内存?
#import <objc/runtime.h>
#import <malloc/malloc.h>
    
    NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
     //获得NSObject类的实例对象的大小
    NSLog(@"%d",class_getInstanceSize([NSObject class]));   //最少需要8个字节内存
    //获得obj指针所指向内存的大小,malloc就是分配内存的作用
    NSLog(@"%zd",malloc_size((__bridge const void *)(obj))); //实际分配了16字节内存
    答案:NSObject在调用alloc时系统为其分配了16个字节,其中8个字节用来放isa结构体。
    看苹果的源码里有个判断,如果一个对象申请的内存小于16个字节,会为这个对象分配16个字节,
    苹果这么做,可能是遵循了内存对齐机制。有利于提高cpu计算速度。所以最终内存大小应该是8的倍数。
    

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