举例

描述tagged pointer技术前，先做一道题：以下两个case，会crash吗？
case1

@property (noatomic, strong) NSString* val1;

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0); 
for (int i = 0; i < 1000; i++) { 
  dispatch_async(queue, ^{ 
    self.val1 = [NSString stringWithFormat:@"abcdefghijk"]; 
  }); 
}

case2

@property (noatomic, strong) NSString* val2;

dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0); 
for (int i = 0; i < 1000; i++) { 
  dispatch_async(queue, ^{ 
    self.val2 = [NSString stringWithFormat:@"abc"]; 
  }); 
}

实际运行会发现，case1崩溃了，case2不会。case1会崩溃，报错BAD_ACCESS，这个原因不解释了，不清楚的可以看我的文章：https://www.jianshu.com/p/d0e5ec2d0d85
那为啥case2没有崩溃了，这个就和tagged pointer的优化有关了。经过通过打印发现val1的class是 __NSCFString，str2的class是 NSTaggedPointerString，是两个不同的String类型。(明明写的NSString，为啥会不一样，这个涉及到 类簇的概念，后续文章会介绍)。

简介

从64位开始，iOS引入了Tagged Pointer技术，用于优化NSNumber、NSDate、NSString等小对象的存储。

• 在没有使用Tagged Pointer之前， NSNumber等对象需要动态分配内存、维护引用计数等。
• NSNumber指针存储的是堆中NSNumber对象的地址值使用Tagged Pointer之后，NSNumber指针里面存储的数据变成了：Tag + Data，也就是将数据直接存储在了指针中。
• 当指针不够存储数据时，才会使用动态分配内存的方式来存储数据。
• objc_msgSend能识别Tagged Pointer，比如NSNumber的intValue方法，直接从指针提取数据，节省了以前的调用开销

可以理解为把指针指向的内容直接放在了指针变量的内存地址中，因为在 64 位环境下指针变量的大小达到了 8 字节足以容纳一些长度较小的内容。于是使用了标签指针这种方式来优化数据的存储方式。

• 从其的引用计数可以看出，这也是一个释放不掉的单例常量对象。当我们使用不同的字符串对象进行创建时当内容相同，其对象的地址也相同。在运行时根据实际情况创建。
• 对于 NSString 对象来讲，当非字面值常量的数字，英文字母字符串的长度小于等于 9 的时候会自动成为 NSTaggedPointerString 类型。

如何判断是否是Tagged Pointer

#if __arm64__
#   define OBJC_SPLIT_TAGGED_POINTERS 1
#else
#   define OBJC_SPLIT_TAGGED_POINTERS 0
#endif

#if (TARGET_OS_OSX || TARGET_OS_MACCATALYST) && __x86_64__
    // 64-bit Mac - tag bit is LSB
#   define OBJC_MSB_TAGGED_POINTERS 0
#else
    // Everything else - tag bit is MSB
#   define OBJC_MSB_TAGGED_POINTERS 1
#endif

#if OBJC_SPLIT_TAGGED_POINTERS
#   define _OBJC_TAG_MASK (1UL<<63)
#elif OBJC_MSB_TAGGED_POINTERS
#   define _OBJC_TAG_MASK (1UL<<63)
#else
#   define _OBJC_TAG_MASK 1UL
#endif

static inline bool 
_objc_isTaggedPointer(const void * _Nullable ptr)
{
    return ((uintptr_t)ptr & _OBJC_TAG_MASK) == _OBJC_TAG_MASK;
}

答疑

• 如何判断一个指针是否为Tagged Pointer？
  • iOS平台，最高有效位是1（第64bit）
  • Mac平台，最低有效位是1

• Tagged Pointer的引用计数是多少？
  • 通过打印retainCount的值：2^64 - 1，可以理解成不会dealloc