对象实例的空间大小

我们在分析对象创建的流程时发现，对象在创建之前，第一步是先计算实例对象所占空间大小。所以我们今天来看一下是如何创建的。

talk is cheap, show me the code！我们就从代码中寻找我们的答案。

计算内存大小

size_t size = cls->instanceSize(extraBytes);
 
size_t instanceSize(size_t extraBytes) {
    size_t size = alignedInstanceSize() + extraBytes;
    // CF requires all objects be at least 16 bytes.
    if (size < 16) size = 16;
    return size;
}

首先，在获取对象实例空间大小时，要求所有的对象至少为 16 字节，为什么是 16 字节呢？

// Class's ivar size rounded up to a pointer-size boundary.
uint32_t alignedInstanceSize() {
    return word_align(unalignedInstanceSize());
}

static inline uint32_t word_align(size_t x) {
    return (x + WORD_MASK) & ~WORD_MASK;
}

#ifdef __LP64__
#   define WORD_SHIFT 3UL
#   define WORD_MASK 7UL
#   define WORD_BITS 64
#else
#   define WORD_SHIFT 2UL
#   define WORD_MASK 3UL
#   define WORD_BITS 32
#endif

其次，对象的地址进行了一个 字节对齐 的操作。在64位架构上进行 8 字节对齐，32位机器上进行4字节对齐。字节对齐这段代码只有一行：

(x + WORD_MASK) & ~WORD_MASK;

我们来分析下这行代码：

WORD_MASK 是一个宏定义，那么就可以针对不同平台有不同的值，这里就是针对 64/32 位架构做了区分。

(x + WORD_MASK) & ~WORD_MASK， 我们用一个例子来说明，以8字节对齐为例：

uint32_t x = 25;
uint32_t wordMask = 7
uint32_t y = (x + wordMask) & ~wordMask;
NSLog(@"%d", y); //32

word_align.png

我们在 lldb 里面将 x 与 WORD_MASK 都转化成二进制计算：

    27      011011
+
     7      000111
=
    31      100010
&  
    ~7      111000
=
    32      100000      

字节对齐的操作之后，对象的空间大小是8的倍数，那么对象的起始地址也必定是8的倍数。

还有另外一种方法也能达到8字节对齐的效果，即

(x + WORD_MASK) >> 3 << 3

如果要符合不同平台，需要定义个宏定义，其实上面的宏定义里面已经定义好了，即

(x + WORD_MASK) >> WORD_SHIFT << WORD_SHIFT

这是一个例子

现在我们给出我们的一个类 SMPerson，计算一下他所占的内存空间：

@interface SMPerson : NSObject

@property (nonatomic, copy) NSString *name;      // 8 bytes
@property (nonatomic, copy) NSString *address;   // 8 bytes
@property (nonatomic, assign) int age;           // 4 bytes
@property (nonatomic, assign) CGFloat height;    // 8 bytes
@property (nonatomic, assign) char ch;           // 1 byte

@end

OC 类在底层实现还有一个隐藏的 isa 指针，这里如果不考虑成员变量在内存中是如何分布（至于这里为什么不需要考虑内存分布，是因为这部分编译器已经帮我们处理好了），计算出来的实例对象的大小为40字节，下面我们验证一下：

在 main.m 文件中

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        SMPerson *person = [[SMPerson alloc] init];
        person.name = @"CC";
        person.age = 18;
        person.address = @"上海";
        person.height = 180;
        NSLog(@"%lu", class_getInstanceSize([person class]));
    }
    return 0;
}

控制台输出：

2019-12-22 23:26:50.541712+0800 objc-debug[13935:27611066] 40

是不是感觉自己棒棒哒 (๑•̀ㅂ•́)و✧