前言：isa 是个很神奇的、很强大的、很低调的角色，她风里来雨里去，在iOS开发的过程中曾经多少次出现在我们的世界里，悄无声息、无怨无悔的为我们提供各种各样的服务！假如你知道NSObject，那么你就一定要知道isa，可以说，她是一个对象的灵魂，如果没有她，一切都将失去了颜色......
一、从对象的alloc探索isa
PS：友情链接
1、isa和对象alloc的关系
- 前面讲过alloc的过程分析，涉及到对象的创建和关联部分，如下源码：
if (!zone && fast) {
obj->initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor);
} else {
// Use raw pointer isa on the assumption that they might be
// doing something weird with the zone or RR.
obj->initIsa(cls);
}
涉及到对象的内存分配部分，追踪核心代码 obj->initIsa(cls)。
...
union isa_t {
isa_t() { }
isa_t(uintptr_t value) : bits(value) { }
uintptr_t bits;
private:
Class cls;
#if defined(ISA_BITFIELD)
struct {
ISA_BITFIELD; // defined in isa.h
};
- 分析可知：isa的存储结构为联合体结构，关于联合体和位域，可以查看关联文章——《OC对象原理探究（下）—— 联合体（共用体）与位域》
2、ISA_BITFIELD的定义
我们在分析了OC对象的本质之后，知道了对象的内部，都至少存在一个isa成员变量，isa占用的空间大小为8字节，也就是8x8=64位。
如果我们把这些空间都用于存放指针，那么造成的空间浪费是巨大的。而类中除了指针，还可能有其他的东西需要进行存储，如果能够对这8字节空间进行一系列优化，就可以节省很多的内存开销。
- 类中与存储相关的一个类型就是nonPointerIsa，涉及到存储的变量信息主要有以下： ① 是否正在释放？ ② 引用计数 ③ weak ④ map ⑤ 关联对象 ⑥ 析构函数 存储空间的释放——>内部是C/C++的释放
- 查看nonPointerIsa的相关定义：
# if __arm64__
# define ISA_MASK 0x0000000ffffffff8ULL
# define ISA_MAGIC_MASK 0x000003f000000001ULL
# define ISA_MAGIC_VALUE 0x000001a000000001ULL
# define ISA_HAS_CXX_DTOR_BIT 1
# 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 unused : 1; \
uintptr_t has_sidetable_rc : 1; \
uintptr_t extra_rc : 19
# define RC_ONE (1ULL<<45)
# define RC_HALF (1ULL<<18)
# endif
在以上isa.h中定义了arm64架构下isa的类型，其中我们关注ISA_BITFIELD的结构：
可以看到，ISA_BITFIELD被定义为位域的结构。
3、ISA_BITFIELD中不同位域的作用
① 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
② has_assoc:关联对象标志位，0没有，1存在
③ 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。
④ 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。
⑤ 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
⑥ 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
⑦ 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。
4、isa和class的关系
imageng
通过查看YTPerson类的内存，
① 获取YTPerson对象地址：$5 = 0x00000001000080e8 YTPerson
② 获取到isa的地址 0x001d8001000080e9
③ 用isa的地址和ISA_MASK进行&运算，得到计算后的地址：$6 = 0x00000001000080e8
④ 对比6的地址，发现关系：对象的地址 = isa的地址 & ISA_MASK
二、isa和class赋值过程
1、从class拿类的核心内容
- 从前面的分析，我们得知，isa的类核心信息，都存在uintptr_t shiftcls之中，于是我们可以根据一个类的地址，通过位移运算，得到cls的实际地址值。
# define ISA_MASK 0x00007ffffffffff8ULL
# define ISA_MAGIC_MASK 0x001f800000000001ULL
# define ISA_MAGIC_VALUE 0x001d800000000001ULL
# define ISA_HAS_CXX_DTOR_BIT 1
# define ISA_BITFIELD \
uintptr_t nonpointer : 1; \
uintptr_t has_assoc : 1; \
uintptr_t has_cxx_dtor : 1; \
uintptr_t shiftcls : 44; /*MACH_VM_MAX_ADDRESS 0x7fffffe00000*/ \
uintptr_t magic : 6; \
uintptr_t weakly_referenced : 1; \
uintptr_t unused : 1; \
uintptr_t has_sidetable_rc : 1; \
uintptr_t extra_rc : 8
# define RC_ONE (1ULL<<56)
# define RC_HALF (1ULL<<7)
2、通过class获取isa的值
image99png
- 过程分析 ① 获取YTPerson对象p的地址：0x001d8001000080e9
② 将p的地址左移 3 位，得到$8 = 0x0003b0002000101d
③ 将9 = 0x0002000101d00000
④ 将10 = 0x00000001000080e8
⑤ 查看YTPerson的地址10
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