isa结构分析

OC对象的本质

clang命令

clang -rewrite-objc main.m -o main.cpp 把目标文件编译成c++文件 
UIKit报错问题
clang -rewrite-objc -fobjc-arc -fobjc-runtime=ios-13.0.0 -isysroot / Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/ iPhoneSimulator.platform/Developer/SDKs/iPhoneSimulator13.0.sdk main.m

`xcode`安装的时候顺带安装了`xcrun`命令，`xcrun`命令在`clang`的基础上进行了 一些封装，要更好用一些
xcrun -sdk iphonesimulator clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main-arm64.cpp (模拟器)
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main- arm64.cpp (手机)

把oc类编译成c++文件,对象在底层编译成struct

联合体(共同体)位域

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
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。

例如:
一个类里面需要创建4个属性

@property (nonatomic, assign) BOOL front;
@property (nonatomic, assign) BOOL back;
@property (nonatomic, assign) BOOL left;
@property (nonatomic, assign) BOOL right;

一个属性占2字节 一共 2 * 4 = 8字节, 8 * 8 = 64位
需要64位 浪费

如果用union表示 不需要创建4个属性,用1字节8位就可以 如:0000 1111

    // 联合体
    union {
        char bits;
        // 位域
        struct { // 0000 1111
            char front  : 1; 1代表1个位置,如果是2代表2个位置 0000 0`00`1
            char back   : 1;
            char left   : 1;
            char right  : 1;
        };
    } _direction;

isa结构分析

isa_t结构

union isa_t {
    isa_t() { }
    isa_t(uintptr_t value) : bits(value) { }

    Class cls;
    uintptr_t bits;
#if defined(ISA_BITFIELD)
    struct {
        ISA_BITFIELD;  // defined in isa.h
    };
#endif
};

从isa_t结构可以看出isa_t是联合体位域cls和bits的set是互斥的

ISA_BITFIELD结构

#   define ISA_BITFIELD                                                      
      uintptr_t nonpointer        : 1; 
      uintptr_t has_assoc         : 1;                                       \
      uintptr_t has_cxx_dtor      : 1;                                       \
      uintptr_t shiftcls          : 33; /*MACH_VM_MAX_ADDRESS 0x1000000000*/ \
      uintptr_t magic             : 6;                                       \
      uintptr_t weakly_referenced : 1;                                       \
      uintptr_t deallocating      : 1;                                       \
      uintptr_t has_sidetable_rc  : 1;                                       \
      uintptr_t extra_rc          : 19

nonpointer 表示是否对 isa 指针开启指针优化 0:纯isa指针，1:不止是类对象地址,isa 中包含了类信息、对象的引用计数等
has_assoc 关联对象标志位,0没有,1存在
has_cxx_dtor该对象是否有 C++ 或者 Objc 的析构器,如果有析构函数,则需要做析构逻辑, 如果没有,则可以更快的释放对象
shiftcls存储类指针的值。开启指针优化的情况下，在 arm64 架构中有 33 位用来存储类指针
magic用于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指对象是否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
deallocating标志对象是否正在释放内存
has_sidetable_rc 当对象引用技术大于 10 时，则需要借用该变量存储进位
extra_rc当表示该对象的引用计数值，实际上是引用计数值减 1， 例如，如果对象的引用计数为 10，那么 extra_rc 为 9。如果引用计数大于 10， 则需要使用到 has_sidetable_rc

isa和类是怎么关联的?

从alloc流程开始分析

obj->initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor);

这段代码作用将isa和类关联,为什么呢?原理是什么?是怎么关联的?

WX20200910-201317@2x.png

打印结果

WX20200910-201351@2x.png

此时都未赋值

再往下走

WX20200910-201534@2x.png WX20200910-201609@2x.png

此时cls = 0x001d800000000001,bits = 8303511812964353,nonpointer = 1, magic = 59

nonpointer = 1 表示不止是类对象地址,isa 中包含了类信息、对象的引用计数等
magic=59是什么意思呢

打开计算器
输入 cls = 0x001d800000000001

WX20200910-203613@2x.png

从47位开始正好是magic地址 0011 1011 二进制 = 59

内存分布情况

WX20200911-092856@2x.png

从内存分配看出magic 也是从47位开始

核心是shiftcls

WX20200910-203849@2x.png
WX20200910-203950@2x.png

走过 newisa.shiftcls = (uintptr_t)cls >> 3;
输出 cls有LGPreson shiftCls = 236871965
说明 shiftcls 和 cls已经绑定了

验证一下

继续往下走

WX20200910-204926.png WX20200910-205000.png

我们把 isa & ISA_MASK 得到了我们的 Class。
说明了 isa 关联了 指针和类

getIsa()

我们常用runtime object_getClass(<#id _Nullable obj#>)

进入源码 (Class)(isa.bits & ISA_MASK);

看出getIsa也是通过掩码的方式获取类指针