OC 对象的本质
#import <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>
@interface LGPerson : NSObject
@property (nonatomic, strong) NSString *KCName;
@end
@implementation LGPerson
@end
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// insert code here...
NSLog(@"Hello, World!");
}
return 0;
}
这里我们在 main.m 文件里面定义一个 LGPerson 类，然后打开终端，cd 到 main.m 所在文件目录，然后输入 clang -rewrite-objc main.m -o main.cpp 命令，最后会看到生成了一个 main.cpp 文件。
打开
main.cpp 文件我们可以看到，只有几行代码的 main.m 文件生成 c++ 文件后，会有很多行代码，这里还只是刚拖动了一旦就已经一万多行代码了。我们直接全局搜索找到 LGPerson
这里可以看到 LGPerson 类，及 KCName 属性的 getter 方法跟 setter 方法。这里可以看到其实对象本质就是结构体。
这里除了
KCName 属性之外还有一个 NSObject_IVARS 属性，这个其实是 isa。继承于结构体 NSObject_IMPL，这里是伪继承。全局搜索 NSObject_IMPL，可以看到确实是 isa。
我们都知道在 OC 层面，对象最终都是继承于 NSObjec，这里却是 objc_object，这是因为在真正的下层，objc 的实现就是 objc_object。
这里还可以看到
Class 本质是 objc_class * 类型，是一个结构体指针，Class 只是一个别名。id 是 objc_object * 类型，这也是我们平时用 id 声明对象不用加 * 号的原因。
static NSString * _I_LGPerson_KCName(LGPerson * self, SEL _cmd) {
return (*(NSString **)((char *)self + OBJC_IVAR_$_LGPerson$_KCName));
}
static void _I_LGPerson_setKCName_(LGPerson * self, SEL _cmd, NSString *KCName) {
(*(NSString **)((char *)self + OBJC_IVAR_$_LGPerson$_KCName)) = KCName;
}
我们再看一下 getter 方法，会发现有 LGPerson * self, SEL _cmd 这两个参数，但是我们平时写 getter 方法的时候是没有的，这其实是 oc 方法的隐藏参数。这里为什么能通过 return 返回 KCName 的值呢，其实就是拿到 person 的首地址加上IVAR的地址偏移量才能获取到 KCName 的地址，通过地址来获取 KCName 的值。setter 方法也是同样的方式赋值。
补充：Clang是一个C语言、C++、Objective-C语言的轻量级编译器。源代码发布于BSD协议下。 Clang将支持其普通lambda表达式、返回类型的简化处理以及更好的处理constexpr关键字。
Clang是一个由Apple主导编写，基于LLVM的C/C++/Objective-C编译器
2013年4月,Clang已经全面支持C++11标准，并开始实现C++1y特性(也就是C++14，这是 C++的下一个小更新版本)。Clang将支持其普通lambda表达式、返回类型的简化处理以及更 好的处理constexpr关键字。 [2]
Clang是一个C++编写、基于LLVM、发布于LLVM BSD许可证下的C/C++/Objective-C/ Objective-C++编译器。它与GNU C语言规范几乎完全兼容(当然，也有部分不兼容的内容， 包括编译命令选项也会有点差异)，并在此基础上增加了额外的语法特性，比如C函数重载 (通过attribute((overloadable))来修饰函数)，其目标(之一)就是超越GCC。
联合体位域
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案例 1
LGCar1
这里定义一个代表汽车方向的结构体 LGCar1，分别有 4 个方向，总共需要 4 个字节，也就是 32 位。但是其实每个方向用 1 跟 0 就可以表示，所以只需要 4 位就行，但是一个字节是 8 位，所以需要一个字节的空间。这里会有 3 个字节的浪费。那么怎么优化呢，这里有一种位域的方式。
- 案例 2
LGCar2
这里可以看到，采用位域的方式只占用了一个 1 字节（其实只用到了 4 位 0000 1111）。大大的优化了内存。
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案例 3
联合体
通过打印我们可以发现相比于 teacher1， teacher2每次只能有一个属性有值，这是因为联合体的互斥特性。
union，中文名“联合体、共用体”，在某种程度上类似结构体struct的一种数据结构，共用体(union)和结构体(struct)同样可以包含很多种数据类型和变量。
不过区别也挺明显：
结构体(struct)中所有变量是“共存”的——优点是“有容乃大”，全面；缺点是struct内存空间的分配是粗放的，不管用不用，全分配。
而联合体(union)中是各变量是“互斥”的——缺点就是不够“包容”；但优点是内存使用更为精细灵活，也节省了内存空间。
isa
我们在iOS 对象探究一中讲过，当走到这里的时候就会把堆内存申请的结构体指针跟 Class 类进行绑定。那么 isa 是怎么实现的呢，这里我们进到代码看一下。
在 objc_object::initIsa(Class cls, bool nonpointer, UNUSED_WITHOUT_INDEXED_ISA_AND_DTOR_BIT bool hasCxxDtor) 方法中我们可以看到 isa_t， 这里我们再来看一下 isa_t。
这里可以看到 isa_t 本质是一个联合体。这里可以看到 isa_t 的构造方法，跟属性 bits, cls。
我们都知道指针类型是 8 字节，64 位系统下就是 8 * 8 一共 64 个字节。如果 64 位都只是存储一个指针，就会存在空间的浪费，而且基本上每个类基本上都有 isa，那么这里是否可以优化呢？所以苹果会把跟类息息相关的存放在 64 位里面，例如引用计数, 是否正在释放, weak, 关联对象, 析构函数等信息。所以这里有了一个概念 nonPointerIsa。具体是不是这么存的呢，我们进到 ISA_BITFIELD 里面来看一下。
x86 64 位下 isa 位域信息.png
- 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
- 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 表示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
- unused 是否使用散列表
- has_sidetable_rc：当对象引用计数大于 2 的 19 次方（2^19） 时，则需要借用该变量存储进位
- extra_rc: 表示对象的引用计数值，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 2 的 19 次方， 则需要使用到下面的 has_sidetable_rc。
这里我们可以看到 x86 64 位下 联合体的存储信息，及相关位域下存储的值代表的含义，下面也附上了注释。
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