前言
在 类的底层原理（一） 和 类的底层原理（二） 中，分析了关于类的底层结构，包含 isa、superclass、cache、bits。其中 bits 包含类的属性，方法，代理，成员变量等，以及类方法的获取。
下面继续探索类的结构，关于 cache，其底层原理是什么？存在 cache 的意义又是什么？
准备工作
关于架构：
真机：
arm64模拟器：
i386mac：
__86_64__
__LP64__：Unix 和 Unix类的系统
cache_t 结构
在分析 bits 内存偏移量时，分析了关于 cache_t 占用内存字节数。
根据 cache_t 结构，虽然可以看到整体的数据结构，但是确定不了缓存数据保存位置。是_bucketsAndMaybeMask？还是 _originalPreoptCache？还有 sel 和 imp 在哪呢？目前并不知道，但是既然涉及到缓存，必然有增删改查操作。
在
cache_t中查找相关的方法：
插入方法：
所以：在
cache_t中重点是bucket_t。
bucket_t
bucket是抽象意义的桶子，里面装了若干的sel-imp的映射对。
那么整个类关于cache的结构如下：
LLDB 验证SEL和IMP
获取 bucket_t
cache的内存偏移量是16，即0x10
但是直接通过 _bucketsAndMaybeMask 是拿不到数据的。同样的 _originalPreoptCache 的 Value 也获取不到。
再次分析源码找方法，有个 buckets() 方法
于是再次验证
但是还是没有，发现 sel 拿不到：
这一步的结果其实在第一次获取
cache时已经证实了，其中_maybeMask和_occupied都是0，代表没有方法。稍后解释这两个字段的实际意义。
调用实例方法，形成缓存
从 LLDB 打印结果来看，在调用实例方法之后，cache 里面有值了。
再次打印之后，发现还是没有获取到 sel，进行平移之后，index 为 6 时有数据了。
获取sel和imp
继续分析下 bucket_t 的方法并找到了 sel() 和 imp() 方法
LLDB 获取 sel 和 imp
这样就能获取 sel 和 imp 的值了。
疑问：
为什么在
6的位置？为什么
_maybeMask值为7？
cache_t 模拟代码分析
代码模拟的好处：
方便我们进行代码验证，而不是每次都是使用
LLDB，因为LLDB一旦出错可能出现野指针的情况，需要重新验证。遇到源码无法调试的情况，可以进行调试。
小规模取样的方式，能对源码的实现逻辑更清晰。
将 class 以及 cache 代码模拟分析：
zl_objc_class对应源码objc_class结构，因为objc_class继承objc_object，所以有隐藏属性ISA。
zl_class_data_bits_t对应源码class_data_bits_t结构，其中friend修饰类不需要，只有bits属性。
zl_cache_t对应源码cache_t结构，其中_bucketsAndMaybeMask保留，联合体互斥原则，只需要包含_maybeMask，_flags，_occupied的结构体，结构体也可以简化成三个属性。
因为最终存储的数据是 bucket_t ，所以还需要模拟下 bucket_t 的实现，由于之前论证 sel 和 imp 是通过 buckets() 获取的，所以具体看一下 buckets() 方法实现：
通过方法分析：
_bucketsAndMaybeMask通过load获取地址，再通过bucketsMask掩码获取bucket_t *数据。其实就是_bucketsAndMaybeMask指向bucket_t *数据。
zl_cache_t 简化结构如下：
代码验证
打印结果：
_occupied为1，_maybeMask为3
多个方法验证
添加实例方法如下：
添加2个方法：
打印结果：
_occupied为2，_maybeMask为3
添加3个方法：
打印结果：
_occupied为1，_maybeMask为7
添加7个方法：
打印结果：
_occupied为5，_maybeMask为7
结论：
_occupied为所占用个数，_maybeMask总容量大小。
类方法不在类的cache中，应该是在元类的cache中。
_maybeMask的值变化是因为扩容，当发生扩容时，_occupied会重新计数。之前的缓存也都被清空。
cache底层机制
想要了解缓存机制，必然要找关于插入的方法，从源码分析，可以找到 insert() 函数。
insert()
首次
newOccupied为1，同时执行isConstantEmptyCache判断，capacity为4，创建容器时，由于oldCapacity为0，所以不需要释放（freeOld为false）关于扩容条件：
__arm__ || __x86_64__ || __i386__或者__arm64__ && !__LP64__时：当容量大于等于3/4扩容。
__arm64__ && __LP64__时：当容量大于等于7/8扩容。且当容量小于等于8时允许占用100%容量。拓展：
cache_fill_ratio存在的意义其实是关于哈希函数中的负载因子，在3/4和7/8空间利用率最高。扩容数量：如果容量不为
0，则为当前容量 * 2，如果为0，则为4。最大值MAX_CACHE_SIZE = 65536。在扩容时直接释放了旧的缓存。
mask = capacity - 1，这就是为什么第一次是3(4-1)，第二次扩容之后是7(4*2-1)的原因。占了一位存储的是end_bucket_t，格式为(sel-imp)0x1-buckets 指针地址）
cache_hash计算插入起点hash地址，之后插入时会通过cache_next避免hash碰撞冲突。循环判断通过set函数插入bucket数据。
reallocate
allocateBuckets通过newCapacity获取新的bucket
setBucketsAndMask存储新的bucket和mask释放旧的缓存
allocateBuckets
calloc开辟内存。创建最后一个元素
endBucket存储为SEL-IMP(0x1-bucket address)
setBucketsAndMask
CACHE_MASK_STORAGE_OUTLINED：是指__arm__ || __x86_64__ || i386环境，只有newBuckets存储在_bucketsAndMaybeMask中，意味着进行了强转，_bucketsAndMaybeMask中只有buckets没有mask。_maybeMask没有进行改变，直接使用capacity-1。
CACHE_MASK_STORAGE_HIGH_16 || CACHE_MASK_STORAGE_HIGH_16_BIG_ADDRS：是指OSX || SIMULATOR || 64位真机机型，buckets和mask都存储在_bucketsAndMaybeMask中，其中mask << maskShift，此时maskShift为48。
CACHE_MASK_STORAGE_LOW_4：是指低32位机型，buckets和mask都存储在_bucketsAndMaybeMask中，objc::mask16ShiftBits(mask)方法的作用是：计算在16位以下有多少位是0，_bucketsAndMaybeMask也是存的这个个数值。
_bucketsAndMaybeMask.store()设置bucket和mask的最新值重置
_occupied，这里的_occupied不包括自身的地址占用数。关于 内存排序规则(
memory_order_relaxed/memory_order_release) ，请看详解 C++11的6种内存序总结
cache_hash
CONFIG_USE_PREOPT_CACHES：表示arm64环境真机。
sel地址向右平移7，并和sel地址异或。
cache_next
__arm__ || __x86_64__ || __i386__环境下向后插入（+），__arm64__环境下向前插入（-）
(i+1) & mask：向后插入，进行下一个按位与操作。
i ? i-1 : mask：向前插入，直接使用，没有按位与操作，当i = 0时，返回mask，相当于移动到了倒数第二个（最后一个存储的是自身地址）。
cache属性详解 - _bucketsAndMaybeMask 内存分布
buckets() 方法如下：
mask() 方法如下：
__arm__ || __x86_64__ || __i386__：_bucketsAndMaybeMask存储的只有buckets，mask需要直接从_maybeMask字段读取。
64位 OSX || SIMULATOR：(1<<48) - 1，低48位存储buckets，mask存储在高16位 (maskAndBuckets >> maskShift)。
64 位真机：(1 << 44)-1，低44位存储buckets，mask存储在高16位 (maskAndBuckets >> maskShift)。
32位：~((1<<4) -1)：高60位存储buckets，mask存储在低4位 (0xffff >> maskShift)。
疑问： 其中在获取 64 位真机 环境下，低44位 存储 buckets，高16位 存储 mask。其中少了4位，在宏定义 64 位真机 中多了一个 maskZeroBits 的字段，如下：
原因是：这
4位为附加位，且必须为零。为objc_msgSend使用。objc_msgSend会使用这些附加位单个指令标明是来自_maskAndBuckets的值。后面再详细探究。
cache整体流程图
