iOS底层原理-OC对象的本质

从一道面试题开始

Q:一个OC对象占用多少内存?
该问题即是问NSObject *obj = [[NSObject alloc]init],中obj占多少内存?

A: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(64位环境下,通过class_getInstanceSize获得)

要想探究OC对象的本质,需要先将OC代码转化为C/C++代码窥探其源码,具体的指令如下:
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc oc源文件 -o 输出的文件名.cpp

OC对象/类主要是基于结构体这个数据结构实现的,在内存中即是如下的结构体

struct NSObject_IMPL {
      Class isa;
}
//其中Class是一个指向结构体的指针,在64位架构中,占8位字节(32位占4字节)
//指针占用8位字节,int占用4位字节,long占用8个字节,float占用4个字节,char占用1个字节

//若存在成员变量
struct Student_IMPL {
    Class isa;
    int _no;
    int _age;
};

@interface Student : NSObject
{
    @public
    int _no;
    int _age;
}
@end

P.S结构体中第一个元素在内存中的地址就是结构体的地址

Person *person = [[Person alloc] init];

//获得Person实例对象的成员变量所占用的大小,该方法返回的是一个对齐过的成员变量的大小
class_getInstanceSize([Person class])
//获得person指针所指向内存的大小
malloc_size((__bridge const void *)person)

//p.s 将oc对象转换为c语言对象,需要对其进行桥接,及(__bridge C语言类型)变量 的方式

若存在继承关系,会将父类的属性放在最前边,即父类结构体的实现

struct Person_IMPL {
    Class isa;
    int _age;
};

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

//若存在继承关系,会将父类的属性放在最前边,即父类结构体的实现
struct Student_IMPL {
    Class isa;
    int _age;
    int _tall;
};

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


ios都为小端模式,读取数据是从高地址开始读取
即在xcode调试中,内存地址为01 00 00 00时,实际内存地址为00 00 00 01

内存对齐:结构体的大小必须是最大成员大小的倍数

若存在多继承,则子类的成员会优先填充父类填充后的内存,若大小还够填充,则会直接在剩余位置填充

@property创建出来的实例对象是不放方法的,只存放成员变量,方法是不会放到实例对象中的,因为对应的settergetter都是共用一份,所以没必要存放,每个对象存放的只要是存放自己特有的东西即可

由源码可以看出,malloc_size方法本质上调用的是class_getInstanceSize的值进行内存分配,即malloc_size分配内存的大小与class_getInstanceSize是一样的,
内存分配时,也存在着内存对齐,只是,该内存对齐是16的倍数

class_getInstanceSize:实例对象至少需要多少存储空间,与sizeof函数基本相同
malloc_size:实际分配多少内存

sizeof:其实是一个运算符,一编译就会被转换为一个常数,与另外两个函数是有区别的.

int p = 10;
sizeof(p)
//sizeof(p)在汇编时会直接转化成sizeof(int) = 4
//即在编译时就已经知道占据4个字节
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