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OC-终探-对象原理-【Alloc init】

OC-终探-对象原理-【Alloc init】

作者: 辛小二 | 来源:发表于2020-04-06 16:26 被阅读0次

    [TOC]

    前言

    • 本文主要围绕以下几点内容展开讨论;

    ISA是何时和创建的对象进行绑定的?(ISA最重要的目的就是关联了对象和类)

    ISA的成员(关联类)

    类在内存里面只有一份如何证明?

    类、元类、根元类分别是如何指向的?

    类的本质是什么?

    对象的本质是什么?

    ISA成员

    isa成员

    1、根据nonpointer这个值来判断当前ISA指向的是纯isa指针,还是bits

    • nonpointer为0: 存isa
    • nonpointer为1: 不止是类对象地址,isa包含类信息,对象的引用计数等;

    2、has_assoc关联对象标识符,0没有,1存在;

    3、has_cxx_dtor

    has_cxx_dtor

    4、shiftcls

    shiftcls

    5、magicweakly_referenceddeall0catinghas_sidetable_rc

    image

    6、extra_rc

    extra_rc

    ISA关联对象与类

    • ISA绑定代码
    ISA绑定对象
    • ISA64字节成员(x86_64和__arm64是不同的);

    二进制打印

    p/t打印

    八进制打印

    p/o打印

    十进制打印

    p/d打印

    对象内存ISA
    • 如何证明ISA指针指向的是当前alloc的类?

    方案1

    对象内存ISA

    方案2
    1、x/4gx打印对象的地址值;
    2、取出第一位的ISA地址值;
    3、获取当前创建对象的class
    4、用当前对象的地址值&ISA_MASK也就是0x00007ffffffffff8
    5、最终得到该地址值和第一位的ISA获取的地址值是一致的,这就验证了ISA指向的就是当前alloc的类;

    • 代码走向;
      object_getClass-->obj->getIsa();-->ISA();-->return (Class)(isa.bits & ISA_MASK);

    子网掩码或者位运算的目的都是为了让某一段内存进行展示

    对象内存ISA

    类在内存里面只有一份如何证明?

    对象内存ISA

    思考:子类的ISA和父类的ISA是不是同一个ISA?

    答案:肯定不是一个啊!

    对象内存ISA

    元类&根元类

    :代码写出来的-->内存只有一份-->不是手动个创建的是系统自己创建的;
    元类:系统编译的-->发现了系统有这样一个类-->系统也同时创建了编译器;

    对象ISA--> 图解

    对象内存ISA
    获取类的方法
    object_getClass(object)
    

    对象ISA-->--类ISA>元类

    解释:对象是由类实例化创建的,那类也是由元类实例化创建的。

    对象ISA-->-->元类 图解

    对象内存ISA

    对象ISA-->-->元类-->根元类 图解

    对象ISA-->-->元类-->根元类-->根元类 图解

    • 第一种情况,当创建的对象是NSObject时;
    对象内存ISA
    • 第二种情况,当创建的对象是NSObject的子类时;
    对象内存ISA
    • 总结:元类和根元类在创建的对象是NSObject时候可能是相同的,但是当创建的对象是NSObject的子类的时候元类和根元类就不是相同的,主要是根据集成的层级管理来决定元类、根元类、根根元类的具体内容;层级越多代表创建的根元类越多;

    ISA走位

    ISA走位原图 ISA走位分析图

    要点
    1、图中要分为两个维度去看(superclass继承链、ISA走位链)
    2、继承链(子类-->父类-->NSObject类-->nil找方法找不到才指向nil)
    3、ISA走位链(对象ISA-->-->元类-->根元类-->根元类)
    4、根元类也继承与NSObject

    类的本质

    xoce快捷键:command + shift + 0 进入xcode帮助模式;

    官网地址:Type Encodings官网地址

    类(NSObject)是什么时候创建的?

    答案:NSObject这个基类在程序启动的时候他就创建了, 在编译器创建的。

    类的本质是什么?

    答案:类的本质就是oject_class,是一个结构体!

    objc_class内部的结构是什么样子的?

    类的本质

    对象的本质

    对象的本质是什么?

    答案:对象的本质就是结构体!

    • 验证对象的本质是结构体-步骤1:

    1、思考,我们写的.m文件在xcode编译的过程中变成了什么?
    2、创建一个空的工程, show in finder到.m文件到目录,打开终端;执行命令; main.m是当前.m文件的名称,main3.cpp是即将生成文件的名称;
    $ clang -x objective-c -rewrite-objc main.m -o main3.cpp
    3、打开main3.cpp文件;


    对象的本质

    4、找到该对象名对应的结构体截图;


    对象的本质
    对象的本质

    疑问:默认的成员里面的struct NSObject_IMPL 里面有什么成员?

    回答:struct NSObject_IMPL 里面的成员变量是 isa(见下图)

    对象的本质

    5、结构体中的NSObject_IVARS成员是继承来的;其他的成员变量或者属性是我们声明出来的;

    成员变量和属性在编译的过程当中有什么区别?

    答案: 成员变量没有set、get方法,属性有set、get的方法;

    结论: 属性 = 成员变量 + get方法 + set方法;

    对象的本质

    备注:如果在使用终端clang命令报错,报错内容是"缺少UIKit库的问题,请执行下面指令到控制台即可"

    对象的本质

    总结

    ISA是何时和创建的对象进行绑定的?

    答案:ISA最重要的目的就是关联了对象和类 isa <-> cls;

    如何获取一个类的父类?

    • 步骤1

    object_getClass方法即可;

    Class object_getClass(id obj)
    {
        if (obj) return obj->getIsa();
        else return Nil;
    }
    
    • 步骤2

    getIsa方法即可;

    objc_object::getIsa() 
    {
        if (!isTaggedPointer()) return ISA();
    
        uintptr_t ptr = (uintptr_t)this;
        if (isExtTaggedPointer()) {
            uintptr_t slot = 
                (ptr >> _OBJC_TAG_EXT_SLOT_SHIFT) & _OBJC_TAG_EXT_SLOT_MASK;
            return objc_tag_ext_classes[slot];
        } else {
            uintptr_t slot = 
                (ptr >> _OBJC_TAG_SLOT_SHIFT) & _OBJC_TAG_SLOT_MASK;
            return objc_tag_classes[slot];
        }
    }
    
    • 步骤3

    ISA()方法即可;

    objc_object::ISA() 
    {
        assert(!isTaggedPointer()); 
    #if SUPPORT_INDEXED_ISA
        if (isa.nonpointer) {
            uintptr_t slot = isa.indexcls;
            return classForIndex((unsigned)slot);
        }
        return (Class)isa.bits;
    #else
        return (Class)(isa.bits & ISA_MASK);
    #endif
    }
    
    • 关键代码
      return (Class)(isa.bits & ISA_MASK);

    isa.bits就是当前isa指向的地址值,ISA_MASK就是掩码,这个位置可以看本文ISA关联对象与类的节点;

    ISA指向

    对象ISA-->-->元类-->根元类-->根元类

    class的继承管理

    子类subclass-->父类superclass-->NSObject-->nil

    根元类父类NSObject

    类的本质是什么?

    结构体;

    对象的本质是什么?

    结构体;

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