iOS-类结构（中）

作者: Summit_yp | 来源:发表于2021-06-23 15:47 被阅读0次

iOS-类结构（中）
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iOS-底层原理 08：类 & 类结构分析
iOS-底层原理8：类 & 类结构分析
iOS-底层类结构的分析
IOS- 底层原理-类结构分析
四、iOS-类的结构分析
第九章类和结构体
【iOS开发】iOS中的桥接
Swift学习_基本语法之枚举&类&结构体

类结构

hxdm，在iOS-isa指向图&类结构中说到了对象方法存在类中，类方法存在元类中。属性，成员变量被一笔带过了，本想偷偷懒的，发现其实里面道道还挺多的，那就再分析分析吧。
老规矩，先在mian.m中添加如下代码：

@interface YPPerson : NSObject
{
    NSString *name;
}
@property (copy,nonatomic)  NSString *coName;
@end

@implementation YPPerson

@end

运行到断点位置，开始lldb调试：

image.png

在解释这个问题前，我们来看看一位大咖的视频WWDC关于runtime
视频中提到了clean memory dirty memory,我们来看看定义大咖是怎么定义的。
clean memory：指加载后不会发生更改的内存，class_ro_t就属于clean memory，clean memory可以被移除，从而节省更多的内存空间，因为如果需要，可以从磁盘中重新加载。
dirty memory：指在进程运行时会发生更改的内存。只要进程在运行，dirty memory就必须一直存在。
类结构一经使用就会变成dirty memory，因为运行时会向他写入新的数据，例如创建一个新的方法缓存并从类中指向它。所以class_rw_t出现了，它可以读写类的继承关系，跟踪类的方法，属性，协议等，但只有大约10%的类会去修改它的方法，所以class_rw_ext_t出现了，90%内将不需要class_rw_ext_t，这能节省class_rw_t一半的空间。如下图：

image.png
综上所述，猜测成员变量是不是在class_ro_t中，我们来验证一下吧,分析源码结构，找到objc_class-> class_data_bits_t bits ->class_rw_t* data()->class_ro_t *ro()

(lldb) x/4gx YPPerson.class
0x100004500: 0x00000001000044d8 0x0000000100354140
0x100004510: 0x000000010034b340 0x0000802400000000
(lldb) p (class_data_bits_t *)0x100004520
(class_data_bits_t *) $1 = 0x0000000100004520
(lldb) p $1->data()
(class_rw_t *) $2 = 0x0000000100757f30
(lldb) p *$2
(class_rw_t) $3 = {
  flags = 2148007936
  witness = 0
  ro_or_rw_ext = {
    std::__1::atomic<unsigned long> = {
      Value = 4294983880
    }
  }
  firstSubclass = nil
  nextSiblingClass = NSUUID
}
(lldb) p $3.ro()
(const class_ro_t *) $4 = 0x00000001000040c8
(lldb) p *$4
(const class_ro_t) $5 = {
  flags = 388
  instanceStart = 8
  instanceSize = 24
  reserved = 0
   = {
    ivarLayout = 0x0000000100003e07 "\x02"
    nonMetaclass = 0x0000000100003e07
  }
  name = {
    std::__1::atomic<const char *> = "YPPerson" {
      Value = 0x0000000100003dfe "YPPerson"
    }
  }
  baseMethodList = 0x0000000100004110//方法列表
  baseProtocols = 0x0000000000000000//协议
  ivars = 0x0000000100004160//成员变量
  weakIvarLayout = 0x0000000000000000
  baseProperties = 0x00000001000041a8//属性
  _swiftMetadataInitializer_NEVER_USE = {}
}
(lldb) p $5.ivars
(const ivar_list_t *const) $6 = 0x0000000100004160
(lldb) p *$6
(const ivar_list_t) $7 = {
  entsize_list_tt<ivar_t, ivar_list_t, 0, PointerModifierNop> = (entsizeAndFlags = 32, count = 2)
}
(lldb) p $7.get(0)
(ivar_t) $8 = {
  offset = 0x00000001000044a0
  name = 0x0000000100003ead "name"//找到成员变量name了
  type = 0x0000000100003f55 "@\"NSString\""
  alignment_raw = 3
  size = 8
}
(lldb) p $7.get(1)
(ivar_t) $9 = {
  offset = 0x00000001000044a8
  name = 0x0000000100003eb2 "_coName"//
  type = 0x0000000100003f55 "@\"NSString\""
  alignment_raw = 3
  size = 8
}

由此我们也可以看出，动态添加属性可以，但成员变量是不行的（例外：动态创建类时，可以添加成员变量，因为此时类还未注册到内存中）因为ivars在ro中而不存在rw中，是只读哒，康康源码：

class_addIvar源码

RW_CONSTRUCTING宏定义

属性相关扩展

添加如下几个属性，并用clang编译,

@interface YPPerson : NSObject
@property (copy,nonatomic)    NSString *coName;
@property (strong,nonatomic)  NSString *stName;
@property (nonatomic)         NSString *noName;
@property (atomic)            NSString *atName;
@end

找到关键代码

image.png
观察发现，由copy修饰的属性调用了objc_setProperty，而其他都是通过内存平移。查看llvm源码能看到大致流程，这里不分析了，说下结论：
1、copy修饰属性触发objc_setProperty
2、只给nonatomic或atomic，会默认添加strong修饰，会采用内存平移.

类相关知识搞得差不多了，来检验一下学习成果

`isKindOfClass` & `isMemberOfClass`

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
    
      BOOL re1 = [(id)[NSObject class] isKindOfClass:[NSObject class]];
      BOOL re2 = [(id)[NSObject class] isMemberOfClass:[NSObject class]];
      BOOL re3 = [(id)[LGPerson class] isKindOfClass:[LGPerson class]];
      BOOL re4 = [(id)[LGPerson class] isMemberOfClass:[LGPerson class]];
      
      
      BOOL re5 = [(id)[NSObject alloc] isKindOfClass:[NSObject class]];
      BOOL re6 = [(id)[NSObject alloc] isMemberOfClass:[NSObject class]];
      BOOL re7 = [(id)[LGPerson alloc] isKindOfClass:[LGPerson class]];
      BOOL re8 = [(id)[LGPerson alloc] isMemberOfClass:[LGPerson class]];

      NSLog(@"\n%hhd\n,%hhd\n,%hhd\n,%hhd\n,%hhd\n,%hhd\n,%hhd\n,%hhd\n,",re1,re2,re3,re4,re5,re6,re7,re8);
    }
    return 0;
}

输出结果如下，说实话和想象的不大一样啊。

输出结果

直接看打断点，看源码吧，搜索isKindOfClass,

+ (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls {
    for (Class tcls = self->ISA(); tcls; tcls = tcls->getSuperclass()) {
        if (tcls == cls) return YES;
    }
    return NO;
}

- (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls {
    for (Class tcls = [self class]; tcls; tcls = tcls->getSuperclass()) {
        if (tcls == cls) return YES;
    }
    return NO;
}

这个时候就需要祭出isa走位图

image.png

咱们先看re1是怎么得来的吧。[NSObject class]调用isKindOfClass,很明显应该走+ (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls

re1分析
所以re1返回1。

同理re2分析如下

re2分析

所以re2返回0。

re3：

image.png

其他结果就不挨个分析啦，看看源码和isa走位图就会非常清晰啦。总结一下

1、+ (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls 肯定是类对象调用，会从元类开始，遍历元类的父类与cls做比较
2、- (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls肯定是实例对象调用，会从类对象开始，遍历类对象的父类与cls做比较
3、+ (BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls类对象调用，取元类与cls做比较
4、- (BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls实例对象调用，取类对象与cls做比较

如有不对，烦请指正。