cache_t分析

前两篇文章中,我们对类结构进行了分析,objc_class里面有isasuperclasscache、和bits, 在上两篇文章中我们主要分析了bits,那么今天我们来看看cache 这个玩意

首先老规矩,要想分析先点到cache源码里面瞧一瞧

cache源码

看到这个源码,相信大家此时此刻心情跟我一样,心里一万个超泥马在沸腾。其实也不必太惊慌失措,仔细看一下就会发现里面很多东西是唬人的。接下来我给大家分析一波, 希望大家看多了我的文章后,分析源码的能力越来越强

cache源码分析

把源码分析了一遍,用注释写出来了,相信大家这下就不懵逼了吧。其实说白了,我们需要用到的就是buckets里面的sel和imp。明白了这个点之后,我再来一张图让大家看的更加清晰明了

cache_t结构

这张图一看,整个cache_t的结构就很清楚了, 接下来我们来玩一下:

首先,在LGPerson里面定义一些属性和方法

@interface LGPerson : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString *lgName;
@property (nonatomic, strong) NSString *nickName;

- (void)sayHello;

- (void)sayCode;

- (void)sayMaster;

- (void)sayNB;

+ (void)sayHappy;

@end
@implementation LGPerson
- (void)sayHello{
    NSLog(@"LGPerson say : %s",__func__);
}

- (void)sayCode{
    NSLog(@"LGPerson say : %s",__func__);
}

- (void)sayMaster{
    NSLog(@"LGPerson say : %s",__func__);
}

- (void)sayNB{
    NSLog(@"LGPerson say : %s",__func__);
}

+ (void)sayHappy{
    NSLog(@"LGPerson say : %s",__func__);
}
@end

然后在main里面进行调用

// cache_t
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        LGPerson *p  = [LGPerson alloc];
        Class pClass = [LGPerson class];

        [p sayHello];
        [p sayCode];
        [p sayMaster];

        NSLog(@"%@",pClass);
    }
    return 0;
}

运行程序,将断点打在sayHello上面

打印出cache_t

这个步骤跟之前分析bits的时候一摸一样,看过的应该轻车熟路了,这里就不做多的介绍,接下来我们观察一下,_occupied为0,sel为空,imp 也为0, 注意,这个断点是打在sayHello上的,没有任何调用方法

接下来我们调用两个方法之后再来看一下:

调用方法之后的cache_t

看到没有,跟之前不一样了,由此可见,由于执行了方法,所以cache_t里面就会缓存这个方法,导致打印结果有变化,接下来我们就可以把cache_t里面的sayHello打印出来

打印sayHello

这个地方要注意,我直接打印sel打印不出来,这个时候我们一般去源码里面看一看sel在哪里,点进去一看是在buckets里面,所以我们先获取buckets,然后把buckets里面的方法打印出来,还可以把里面的imp也打印出来

打印imp
MachOView

用MachOView也可以查看二进制文件中的方法地址和这里打印的是一致的,都是0x0000000100000c30

补充一种牛逼方式,直接脱离源码环境,在项目查找

搭建源码环境

按照我图上的三大步骤就能把源码环境自己搭建了,这样以后就非常方便了。 需要注意的是 Class ISA;本来是在objc_object里的,这里我们没有继承objc_object,所以需要在我们自己的环境上加上。 明白了这点之后我们再来玩一下这个环境

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        LGPerson *p  = [LGPerson alloc];
        Class pClass = [LGPerson class];  // objc_clas
        [p say1];
        [p say2];
         
        //  初始化 lg_objc_class
        struct lg_objc_class *lg_pClass = (__bridge struct lg_objc_class *)(pClass);
        // 打印LGPerson里面cache的_occupied和_mask
        NSLog(@"%hu - %u",lg_pClass->cache._occupied,lg_pClass->cache._mask);
        for (mask_t i = 0; i<lg_pClass->cache._mask; i++) {
            // 打印获取bucket里面的sel和imp
            struct lg_bucket_t bucket = lg_pClass->cache._buckets[I];
            NSLog(@"%@ - %p",NSStringFromSelector(bucket._sel),bucket._imp);
        }
        
        NSLog(@"Hello, World!");
    }
    return 0;
}

代码里面该注释的都注释了,相信大家都能看懂。 运行看结果:

脱离源码源码环境结果

看到没有,有了这个代码就可以非常方便的查看类里面的cache_t,而且还不需要源码环境,爽的一批。

很多人以为这就完了,惊喜往往在后面,接下来我们多调用几个方法,把say3say4 也调用了,我们来运行一下:

调用多个方法

此时此刻,看到这里我不知道各位有啥想法,反正我是挺疑惑的,
1、为什么由2-3 变成 2-7,
2、为什么只打印了say3和say4,没有say1和say2,
3、为什么say4在say3的顺序不对

带着这几个问题,我们继续来探索

首先我们先想一想为什么mask会变化,它究竟经历了什么,我们打开源码来瞧一瞧

源码探索

因为属性只是用来存储的, 真正改变值的是函数,所以看到incrementOccupied()这个函数是不是有点小激动,点进去一看_occupied++;,那么接下来我们搜索一下incrementOccupied()这个函数在哪里调用的

incrementOccupied调用地方

就在这,也只在cache_t里的insert方法有调用,先给大家看一下擦他里面的内容

cache_t::insert

看到这个内容是不是有点头皮发麻,没关系,我给大家一一分析,也希望我们以后分析源码的能力越来越强

cache_t::insert源码分析

解释的应该还算清晰吧,有啥好的建议或者问题欢迎在下方留言,看到我会及时回复。

那么经过一番分析之后,上面三个问题就很容易回答了:

第一个问题: 2-3 变成 2-7 是因为capacity - 1 capacity开始为4,两倍扩容之后是8,所以4减1,8减1,就是3和7了

第二个问题: 为什么只打印了say3和say4 是因为扩容的时候,将原有的内存全部清除了,再重新申请了内存导致的

第三个问题: 为什么say4在say3的顺序不对 是因为在得到新下标的时候是通过哈希计算的,哈希本身就是无序的,大家伙可以打断点试一试,一切都明白了。

最后再附上一张整个cache_t的流程分析图,让大家更加清晰cache_t缓存流程

image.png

对于今天的分析,我觉得大家伙还是自己打个断点实战一下,理论再多都没有自己实战一番来的明白。感谢大伙的观看!

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