iOS看源码:Class和isa

首先看看iOS源码中 对类的定义：

//简化后的定义
typedef struct objc_class *Class;
typedef struct objc_object *id;

struct objc_class : objc_object {
    // Class ISA;
    Class superclass;
    cache_t cache;             // formerly cache pointer and vtable
    class_data_bits_t bits; 
    //...
}

struct objc_object {
private:
    isa_t isa;
//...
}

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
};

• 从上面可以看到 Class类型就是objc_class结构体指针。
• id类型就是objc_object结构体指针，它有一个私有的isa_t成员isa。
• objc_class又是继承自objc_object。

isa_t isa

从源码可以看到 isa_t是一个联合体，它有一个特点，联合体内部成员共用一个存储空间。
isa内部有3个成员其中有一个结构体struct {ISA_BITFIELD;}
ISA_BITFIELD展开这个宏定义

#   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
#   define RC_ONE   (1ULL<<45)
#   define RC_HALF  (1ULL<<18)

是一个结构体位域的形式共64位（真机和模拟器环境这里略有区别）

一个isa_t这么定义相比直接使用普通指针定义更节省内存，能存放更多信息。
在arm64架构下，一个8字节的结构体指针一共需要占用8*8=64位存储空间，而实际上存放结构体指针远远用不到这么多存储位。因此isa_t使用了其中的33位uintptr_t shiftcls : 33来存放实际的指针地址，其他位置用作存放其他信息。

isa-64

nonpointer（图中indexed）：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：志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，则需要使用到下面的 has_sidetable_rc。

isa信息读取

既然在指针优化的时候只用了33位来存放对象的地址那该如何读取？

define ISA_MASK        0x0000000ffffffff8ULL
objc_object::ISA() 
{
    //...省略其他代码
    return (Class)(isa.bits & ISA_MASK);
}

是让isa.bits和ISA_MASK做了一个&操作。
这样可以把不需要的信息全部过滤掉只保留所需要的地址信息。
同样 需要其他读取其他类信息只需要&上对应的MASK