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Objective-C的本质

Objective-C的本质

作者: 凌云01 | 来源:发表于2020-09-25 13:16 被阅读0次

    OC对象的本质
    OC对象的本质-窥探OC对象内存结构
    OC对象的本质-继承关系
    在面试中常遇到关于OC的本质,下面我们通过一道面试题来分析,探索问题的本质。

    面试题:一个NSObject对象占用多少内存?

    • 我们我们平时编写的Objective-C代码,底层实现其实都是C\C++代码


      OC代码的转化过程.png
    • 所以Objective-C的面向对象都是基于C\C++的数据结构实现的
    • Objective-C的对象、类主要是基于C\C++的结构体实现的

    下面通过创建OC文件及对象,将OC转化为C++来探索OC的本质
    Objective-C代码如下

    #import <Foundation/Foundation.h>
    int main(int argc, const char * argv[]) {
        @autoreleasepool {
            NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];
        }
        return 0;
    }
    

    通过命令行将OC的main.m文件转化为c++文件

    clang -rewrite-objc main.m -o main.cpp
    生成main.cpp
    // 这种方式没有指定架构例如arm64架构 其中cpp代表(c plus plus)
    

    指定架构模式的命令行,使用xcode工具 xcrun

    xcrun  -sdk  iphoneos  clang  -arch  arm64  -rewrite-objc  main.m  -o  main_arm64.cpp
    输出的  main_ arm64.cpp  CPP文件
    
    
    我们去目录文件下可以看到 cpp

    已生成main-arm64.cpp,打开搜索NSObject可以看到NSObject类的实现是一个结构体,里面有一个Class类型的isa指针

    struct NSObject_IMPL {
        Class isa;
    };
    

    下面我们看一个更复杂一点的类,声明一个Student类,这个类的结构又是怎样的呢?内存又是如何布局的呢?

    @interface Student : NSObject
    {
        @public
        int _no;
        int _age;
    }
    @end
    
    @implementation Student
    
    @end
    
    int main(int argc, const char * argv[]) {
        @autoreleasepool {
            
            Student *stu = [[Student alloc] init];
            stu->_no = 4;
            stu->_age = 5;
            
            NSLog(@"%p", stu);
        }
        return 0;
    }
    

    按上述过程我们再执行命令行生成一个新的cpp文件,搜索Student

    struct Student_IMPL {
        struct NSObject_IMPL NSObject_IVARS;
        int _no;
        int _age;
    };
    

    因为NSObject_IMPL内部只包含一个Class isa,占用8个字节, NSObject_IMPL也占用8个字节,我们可以认为Student结构是

    struct Student_IMPL {
        Class isa;
        int _no;
        int _age;
    };
    

    因此我们认为OC对象转换为C/C++实现,就是结构体,这个结构体占用多少内存空间,我们的OC对象就占用多少内存空间


    OC对象本质

    将Student强转成结构体,取相应的值我们看看

    struct Student_IMPL *stuImp = (__bridge struct Student_IMPL *)(stu);
    NSLog(@"_no=%d, _age=%d", stuImp->_no, stuImp->_age);
    

    输出结果:
    _no=4, _age=5
    因此认证Student对象和对应的结构体是相等的。

    NSLog(@"%zd  %zd",
                  class_getInstanceSize([NSObject class]),
                  class_getInstanceSize([Student class])
                  );
    输出结果:8  16
    

    即NSObject对象内部只有一个成员isa,占用8个字节,Student对象内部有一个isa占8个字节,一个_no成员占4个字节,一个_age成员占4个字节,共16字节。

    下一篇:OC对象的本质-窥探OC对象内存结构

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