关于对象与内存分析总结笔记

(一)OC对象在底层中的布局

我们平时编写的Objective-C代码，在底层都是使用C/C++实现。
即Objective-C -> C/C++ -> 汇编语言 -> 机器语言。
我们定义个NSObject对象

NSObject *object = [[NSObject alloc] init];

使用终端命令将OC代码转换成iOS能支持的C/C++代码；

xcrun  -sdk  iphoneos  clang  -arch  arm64  -rewrite-objc  'OC源文件'  -o  '输出的CPP文件'

通过阅读转换后的.cpp文件，可以找到一个名为 NSObject_IMPL的结构体。分析结构体名字实际含义是 NSObject Implementation

struct NSObject_IMPL {
    Class isa; 
};

因此我们可以知道OC对象在底层的布局是一个结构体。

（二）对象在内存中的占用大小

引入<objc/runtime.h>，使用 class_getInstanceSize方法可获取NSObject实例对象的 成员变量 所占用的大小，可以观察到返回 8 个字节

class_getInstanceSize([NSObject class])

引入<malloc/malloc.h>，使用malloc_size方法获取指针所指向的内存大小，可以观察到返回16个字节。

malloc_size((__bridge const void *)(object));

通过阅读Objc源码可得知在alloc一个对象时，CoreFunction框架硬性规定分配内存空间不小于16个字节

1.png

总结:
系统分配了16个字节给NSObject对象（通过malloc_size函数获得）,但NSObject对象内部只使用了8个字节的空间（64bit环境下，可以通过class_getInstanceSize函数获得）

（三）通过XCode工具分析内存

首先打印NSObject对象地址，通过工具ViewMemory查看。
可观察到前16个字节中，只有8个字节存在数据（存放isa指针）

2.png

（四）自定义类内存分析

定义Student类，初始化。通过重复之前步骤，可观察到底层实现。

struct Student_IMPL {
    Class isa;
    int _no;
    int _age;
};
@interface Student : NSObject
{
    @public
    int _no;
    int _age;
}
@end
@implementation Student
@end
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Student *stu = [[Student alloc] init];
        stu->_no = 4;
        stu->_age = 5;
        
        NSLog(@"%zd", class_getInstanceSize([Student class]));
        NSLog(@"%zd", malloc_size((__bridge const void *)stu));
    }
    return 0;
}

通过使用class_getInstanceSize与malloc_size方法可观察到占用16个字节存储空间。

3.png

使用ViewMemory查看前8个字节存放isa，_no与_age分别占用4个字节。

我们也可以使用LLDB指令打印相关地址信息，并且可使用memory write指令直接修改内存中的数据

4.png

可以观察到将_no中的值修改为了8。

（五）继承类的内存占用分析

@interface Person : NSObject
{
    @public
    int _age;
}
@end

@implementation Person

@end

@interface Student : Person
{
    int _no;
}
@end

@implementation Student

@end

分析：Person类中isa指针占用8个字节，_age占用4个字节。通过CoreFunction框架硬性规定分配内存空间不小于16个字节。得知共占用16个字节。
但是即使无此硬性规定，通过内存对齐规则：结构体的最终大小，必须是最大成员的倍数。。

Student类占用16个字节。isa占用8个字节，_age占用4个字节，剩余4个字节，被_no占用。

关于对象与内存分析总结笔记