iOS22-NSObject的本质

聊聊iOS中的NSObject对象，同时准备慢慢深入的去了解底层实现，对iOS的认知和知识都能有一个好的进步。

NSObject是我们iOS中大部分Objective-C类的父类（基类/根类），它提供了一些对象的方法、协议等，也是Objective-C面向对象语言的一个基础，我们时常接触，所以就想着探索探索它的本质，揭开它神秘的“面纱”

那我们都知道OC的底层是用C/C++实现的，我们书写的代码最终也是会转到底层就行转换：OC ——> C/C++ ——> 汇编 ——> 机器语言（计算机系统/硬件能识别的语言）这个是一个代码到手机展示的过程

那OC是如何转化为C/C++的呢？OC的对象在C/C++中是什么类型？OC对象的内存是如何分配的？分配多少？下面我们就一起去源码探索下：

苹果源码地址：苹果源码地址 https://opensource.apple.com https://opensource.apple.com/tarballs

NSObject的.h地址

所以在源码中找到NSObject的.m文件，也就是NSObject的.mm的文件（OC与C或者C++混写，文件后缀都是.mm）
Runtime 下载链接
进入后如下图：

Runtime源文件下载地址

代码区探索start

首先在代码中实例一个NSObject对象，探索一个它的本质是什么？
直接在main.m文件写了，如下：

int main(int argc, char * argv[]) {
    NSObject *objc = [[NSObject alloc]init];
    NSLog(@"我们实例化了一个NSObject对象");
}

我们可以将main.m转换为.cpp文件看一下，具体的操作是在终端cd到.m的文件目录下，ls检查下main.m在不在当前cd的目录下，具体转换代码如下：iphoneos：为真机模式，arm64：输出arm64架构下，main.m为源文件，main.cpp为输出文件

xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main.cpp
然后项目里面会增加一个main.cpp的代码，如下：

main.cpp文件

将cpp文件导入到项目当真，查看代码（直接放入xcode工程会报错，直接不让main.cpp参与编译就可以了）：

移除main.cpp的编译

.cpp中直接搜索NSObject_IMPL，为它的实现。可以看出NSObject本身是一个结构体，中间可以存储多种类型的变量。

NSObject实现

源码区start

下面我们打开源码去看：
NSObject.h中可以看出：

@interface NSObject <NSObject> {
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wobjc-interface-ivars"
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#pragma clang diagnostic pop
}
实际上在创建初期，NSObject就有一个成员变量，就是我们的isa，isa的类型是Class，而实际class是一个结构体指针，如下
/// An opaque type that represents an Objective-C class.
typedef struct objc_class *Class;

@interface NSObject <NSObject> {
    Class isa;
}

上面讲到初始化呢的NSObject其实是只有一个isa指针，但一个isa指针占多少内存？而一个初始化的NSObject所占多少内存呢？我们继续探索：
在上述代码中isa是一个Class类型，是一个指针类型，我们常说的void *p，p就是一个指针，在32位的架构模式下占用4个字节，而64位结构下占用8个字节，现在设备多是64位，所以探索内存以64位为准。
isa指针占用内存是8个字节，那初始化的NSObject *objc；objc也是占用8个字节吗？实际不然。而是16个字节
我们可以在初始化的地方进行验证，在runtime中有一个获取当前对象的大小方法class_getInstanceSize(Class cls)，打印利用该方法获取到的对象大小是8：

class_getInstanceSize方法获取的objc内存大小

但是我们刚才不是说了objc对象，系统是分配了16个字节嘛？怎么回事呢？
实际上我们进入我们之前从苹果官方网站源码就可以知道：
进入源码，搜索class_getInstanceSize，找到其实现方法

class_getInstanceSize实现

alignedInstanceSize方法

从上面应该不难看出，实际这个方法返回的是Class's ivar size，也就是返回的其实是成员变量的size，因为isa指针占用8个字节，所以该方法返回占用内存数就是8字节

那我们继续探索：
我们通过C++的malloc方法，知道这个方法可以直接获取到一个对象的内存地址。所以打印通过malloc.h中的malloc_size方法获取到的内存是多少？
size_t objc_realSize = malloc_size((__bridge const void *)(objc))

objc的内存大小

综上：我们可以得到我们刚开始问的问题，一个OC的对象在C/C++中是结构体类型 struct，系统分配的内存是16个字节，但实际使用是只使用了8个字节（64位模式下）可以利用Debug下-View Memory去查看对应内存地址的值

Debug-View Memory

也可以通过lldb的x指令查看

lldb查看内存对应的值

当NSObject类初始化的时候，分配给他16个字节的内存大小，会先把这16个字节的内容清空，如：00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
iOS的内存存储方式是“小端存储”，就是从高地址->低地址进行存储
所以说：19 1E 18 FF A1 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 前8个是isa的值，后面是补位，8个补位00 00 00 00 00 00 00 00
不难看出19 1E 18 FF A1 01这些都是十六进制值，一个十六进制位=4个二进制位，2个十六进制位=8个二进制位，一个字节=8个二进制位，所以说上图中两个代表一个字节，也就是说： 19 代表一个字节

上述的demo源码

未完待续...