OC底层3-对象的本质及其扩展、nonPointerIsa的分析

1、对象的本质及其扩展

1.1什么是clang?

在探索对象本质之前,我们先来学习一下:
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。简单理解Clang是⼀个由Apple主导编写,基于LLVMC/C++/Objective-C编译器。

1.2 clang常使用技巧?

1.clang -rewrite-objc main.m -o main.cpp 把⽬标⽂件编译成c++⽂件
举个🌰:
-打开项目工程

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此时,我们就获取到了main.m 目录下就获取到对应main.cpp源文件
接下来有个东西要注意的是,把⽬标⽂件编译成c++⽂件可能会碰到UIKit报错问题,可以用如下命令进行解决,其中需要更改相应的版本号:
clang -rewrite-objc -fobjc-arc -fobjc-runtime=ios-13.0.0 -isysroot /
Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/
iPhoneSimulator.platform/Developer/SDKs/iPhoneSimulator13.0.sdk main.m

因为xcode安装的时候顺带安装了xcrun命令,xcrun命令在clang的基础上进⾏了⼀些封装,要更好⽤⼀些,可以用如下方法进行编译:

xcrun -sdk iphonesimulator clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main-arm64.cpp(模拟器)

xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main-arm64.cpp(⼿机)

1.3 通过main.cpp源文件的源码我们可以进一步分析,对象的本质

1.3.1首先,先看先main.m的代码


#import <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>

// 对象在底层的本质就是结构体
@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;
}

1.3.2.在大打开看先main.cpp的代码,一个main的源码有十几万行,一下子晕头转向,这怎么看:


截屏2021-06-16 上午1.25.32.png

全局搜索下LGPerson:

#ifndef _REWRITER_typedef_LGPerson
#define _REWRITER_typedef_LGPerson
typedef struct objc_object LGPerson;
typedef struct {} _objc_exc_LGPerson;
#endif

extern "C" unsigned long OBJC_IVAR_$_LGPerson$_KCName;
struct LGPerson_IMPL {
    struct NSObject_IMPL NSObject_IVARS;
    NSString *_KCName;
};

// @property (nonatomic, strong) NSString *KCName;

/* @end */


// @implementation LGPerson


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; }
// @end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    /* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; 

        NSLog((NSString *)&__NSConstantStringImpl__var_folders_7l_wm83md7d5w3f9csj6_7_tlrh0000gn_T_main_07314a_mi_0);
    }
    return 0;
}

继续探索看看:typedef struct objc_object LGPerson; 得到 objc_object源码,是一个结构体

struct objc_object {
    Class _Nonnull isa __attribute__((deprecated));
};
struct LGPerson_IMPL {
    struct NSObject_IMPL NSObject_IVARS;
    NSString *_KCName;
};

LGPerson_IMPL 包含了我们定义的成员变量_KCName, 还有一个结构体struct NSObject_IMPL NSObject_IVARS;
继续往下查看NSObject_IMPL

struct NSObject_IMPL {
    Class isa;
};

在看看:Class

typedef struct objc_class *Class;
struct objc_class {
    Class _Nonnull isa __attribute__((deprecated));
} __attribute__((unavailable));

总结:Class 的本质 是一个objc_class 类型,意味着当前的Class是一个结构体指针, Class此时充当只是一个别名而已,一步步查看源码下来:对象在底层的本质就是结构体
同时:平时我们定义id Person 为什么没有带* 号,通过底层代码可以发现 id 的本质 是一个objc_object* 类型,意味着当前的id是一个结构体指针, id此时充当只是一个别名而已。

typedef struct objc_object *id;
1.4 get 与set 方法的扩展分析:

以_KCName为例:
//当前的隐藏参数

static NSString * _I_LGPerson_KCName(LGPerson * self, SEL _cmd) { return (*(NSString **)((char *)self + OBJC_IVAR_$_LGPerson$_KCName)); }

//set方法
//存值的地方

static void _I_LGPerson_setKCName_(LGPerson * self, SEL _cmd, NSString *KCName) { (*(NSString **)((char *)self + OBJC_IVAR_$_LGPerson$_KCName)) = KCName; }

所有的对象都在当前的堆区,开辟内存空间,那么内存空间里面装什么呢?装成员变量,第一个成员变量装的是什么,是isa?如何获取,可以通过控制台x/4g 去获取

所有的内存,首先是怎么访问的?
首先第一点拿到内存的地址,以LGPerson为例,首先要拿到LGPerson的首地址,之后在进行OBJC_IVAR量的平移,拿到KCName对应地址,从而获取地址里面KCName的值,所以说KCName的值不是天然存在的。
这就是为什么说get方法 return (*(NSString **)((char *)self + OBJC_IVAR__LGPerson_KCName))的原因。

2、nonPointerIsa的分析:

文章未完成,接下来继续分析nonPointerIsa

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