OC中类的结构探索

首地址偏移

从上一篇文章《OC中对象的本质》中可以知道类的源码如下:

struct objc_class : objc_object {

  // Class ISA;       //继承 objc_object 的ISA

  Class superclass;   // superclass

  cache_t cache;       // formerly cache pointer and vtable

  class_data_bits_t bits;  // class_rw_t * plus custom rr/alloc flags

}

本次我们具体探究class_data_bits_t bits;

我们可以通过首地址+指针偏移来获取到bits

先看下ISA是结构体指针8字节,superclass也是一样的8字节,cachecache_t类型的,我们具体分析一下,先看下他的结构,如下:

typedef unsigned long           uintptr_t;//8字节

typedef uint32_t mask_t;  // x86_64 & arm64 asm are less efficient with 16-bits

struct cache_t {

private:

  explicit_atomic<uintptr_t> _bucketsAndMaybeMask;//8  上面给出定义了

  union {

    struct {

      explicit_atomic<mask_t>  _maybeMask;//4 上面给出定义了

#if __LP64__

      uint16_t          _flags;//2

#endif

      uint16_t          _occupied;//2

   };

    explicit_atomic<preopt_cache_t *> _originalPreoptCache;//一看里面是<XXXX *>,就是指针,8字节

  };
// 下面省略静态变量定义和一些函数,因为这些并不在结构体内存储,只有成员变量在结构体内存储。所以不占用结构体空间,没有大小,就省略掉了。


}

根据我们上次的文章《联合体和位域》可知:cache_t这个结构体的大小就是8+4+2+2=16或者是8+8=16两种情况。所以,不管那种情况,大小都是16字节;

综上:想获取bits的值,就是首地址偏移8+8+16=32字节。

我们先定义一个类,如下:

@interface ELPerson : NSObject

{

  NSString *elname;

}



@property(nonatomic,copy)NSString *name;//8



@property(nonatomic,copy)NSString *nickName;//8



- (void)sayNB;



+ (void)say666;



@end

class_rw_t分析

我们先分析一下源码,然后再lldb调试验证结果:

我们发现在class_data_bits_t这个结构体里面有个class_rw_t这个结构体里面看到我们熟悉的method_array_tproperty_array_tprotocol_array_t这些里面会不会存储着methodsproperties呢?带着这些疑问,我们开始了探索

properties存储
(lldb)x/4gx ELPerson.class           //先获取ELPerson类的指针地址

0x100008258: 0x0000000100008230 0x0000000100357140

0x100008268: 0x000000010034f390 0x0000802c00000000

(lldb)p (class_data_bits_t \*)0x100008278 //前面已经分析过了。直接+32位。就是0x100008258+0x20

(class_data_bits_t *) $1 = 0x0000000100008278

(lldb)p $1->data()

(class_rw_t *) $2 = 0x000000010220bbd0 //获取class_rw_t结构体

(lldb)p $2->properties()         //获取properties()

(const property_array_t) $3 = {  //可以对着源码看到里面的结构了

 list_array_tt<property_t, property_list_t, RawPtr> = {

   = {

   list = {

    ptr = 0x00000001000081e8

   }

   arrayAndFlag = 4295000552

  }

 }

}

(lldb)p $3.list

(const RawPtr<property_list_t>) $4 = {

 ptr = 0x00000001000081e8

}

(lldb)p $4.ptr

(property_list_t *const) $5 = 0x00000001000081e8

(lldb)p *$5

(property_list_t) $6 = {

 entsize_list_tt<property_t, property_list_t, 0, PointerModifierNop> = (entsizeAndFlags = 16, count = 2)   //里面有两个属性,下面全部打印出来

}

(lldb) p $6.get(0) //get()方法是C++,array里面的默认方法

(property_t) $7 = (name = "name", attributes = "T@\"NSString\",C,N,V_name")

(lldb)p $6.get(1)

(property_t) $8 = (name = "nickName", attributes = "T@\"NSString\",C,N,V_nickName")

小结:properties的存储信息在 objc_class -> bits:(class_data_bits_t 类型) ->data():(class_rw_t 类型)->properties()里面

下面再打印一下methods

methods存储
(lldb)p $2->methods() //接上面打印

(const method_array_t) $9 = {  //可以对着源码看到里面的结构了

 list_array_tt<method_t, method_list_t, method_list_t_authed_ptr> = {

   = {

   list = {

   ptr = 0x00000001000080e8

   }

   arrayAndFlag = 4295000296

  }

 }

}

(lldb)p $9.list.ptr

(method_list_t *const) $10 = 0x00000001000080e8

(lldb)p *$10

(method_list_t) $11 = {

 entsize_list_tt<method_t, method_list_t, 4294901763, method_t::pointer_modifier> = (entsizeAndFlags = 27, count = 6)//看到里面有6个方法,下面全部打印出来

}

(lldb) p $11.get(0) //这个地方直接get()打印不出来我们想要的结果了,下面分析
 
(method_t) $12 = {}

(lldb) p $11.get(0).big()

(method_t::big) $13 = {

 name = "sayNB"

 types = 0x0000000100003f7f "v16@0:8"

 imp = 0x0000000100003d10 (KCObjcBuild`-[ELPerson sayNB])

}

(lldb) p $11.get(1).big()

(method_t::big) $14 = {

 name = ".cxx_destruct"

 types = 0x0000000100003f7f "v16@0:8"

 imp = 0x0000000100003e00 (KCObjcBuild`-[ELPerson .cxx_destruct])

}

(lldb) p $11.get(2).big()

(method_t::big) $15 = {

 name = "name"

 types = 0x0000000100003f93 "@16@0:8"

 imp = 0x0000000100003d40 (KCObjcBuild`-[ELPerson name])

}

(lldb) p $11.get(3).big()

(method_t::big) $16 = {

 name = "setName:"

 types = 0x0000000100003f9b "v24@0:8@16"

 imp = 0x0000000100003d70 (KCObjcBuild`-[ELPerson setName:])

}

**(lldb)** **p $11.get(4).big()**

(method_t::big) $17 = {

 name = "setNickName:"

 types = 0x0000000100003f9b "v24@0:8@16"

 imp = 0x0000000100003dd0 (KCObjcBuild`-[ELPerson setNickName:])

}

(lldb) p $11.get(5).big()

(method_t::big) $18 = {

 name = "nickName"

 types = 0x0000000100003f93 "@16@0:8"

 imp = 0x0000000100003da0 (KCObjcBuild`-[ELPerson nickName])

}

小结:methods的存储信息在 objc_class -> bits:(class_data_bits_t 类型) ->data():(class_rw_t 类型)->methods()里面

method_tproperty_t调用get()分析

struct property_t {

  const char *name;

  const char *attributes; //这个里面有name和attributes可以输出相关的信息

};

struct method_t {  //这个里面什么都没有,但是里面有一个big结构体,它的里面有信息。可以通过big()获取

  struct big {

    SEL name;

    const char *types;

    MethodListIMP imp;

  };
  big &big() const {

    ASSERT(!isSmall());

   return *(struct big *)this;

  }
ivars存储

我们继续找一下成员变量的存储位置,因为在属性的列表里面并没有看到成员变量的信息

(lldb) p $2->ro() //接上面我们打印一下ro()

(const class_ro_t *) $19 = 0x00000001000080a0

(lldb) p *$19

(const class_ro_t) $20 = { //看一下他里面的结构信息

 flags = 388

 instanceStart = 8   

 instanceSize = 32

 reserved = 0

  = {

  ivarLayout = 0x0000000100003f27 "\x03"

  nonMetaclass = 0x0000000100003f27

 }

 name = {

  std::__1::atomic<const char *> = "ELPerson" {

   Value = 0x0000000100003f1e "ELPerson"

  }

 }

 baseMethodList = 0x00000001000080e8

 baseProtocols = 0x0000000000000000

 ivars = 0x0000000100008180  //我越看越像,打印它试试

 weakIvarLayout = 0x0000000000000000

 baseProperties = 0x00000001000081e8

 _swiftMetadataInitializer_NEVER_USE = {}

}

(lldb)p $20.ivars

(const ivar_list_t *const) $21 = 0x0000000100008180

(lldb) p *$21

(const ivar_list_t) $22 = {

 entsize_list_tt<ivar_t, ivar_list_t, 0, PointerModifierNop> = (entsizeAndFlags = 32, count = 3)  //里面有3个成员变量,全部打印出来

}

(lldb) p $22.get(0)

(ivar_t) $23 = {

 offset = 0x0000000100008218

 name = 0x0000000100003f30 "elname" //我们要找的就是他,终于找出来了

 type = 0x0000000100003f87 "@\"NSString\""

 alignment_raw = 3

 size = 8

}

(lldb) p $22.get(1)

(ivar_t) $24 = {

 offset = 0x0000000100008220

 name = 0x0000000100003f37 "_name"

 type = 0x0000000100003f87 "@\"NSString\""

 alignment_raw = 3

 size = 8

}

(lldb) p $22.get(2)

(ivar_t) $25 = {

 offset = 0x0000000100008228

 name = 0x0000000100003f3d "_nickName"

 type = 0x0000000100003f87 "@\"NSString\""

 alignment_raw = 3

 size = 8

}

小结:ivar的存储信息在 objc_class -> bits:(class_data_bits_t 类型) ->data():(class_rw_t 类型)->ro()里面,并且可以看出:属性也生成了带下划线的成员变量和set、get方法

即:@property = ivar + setter + getter

类方法存储
(lldb) x/4gx object_getClass(ELPerson.class) //获取ELPerson的元类

0x100008230: 0x00000001003570f0 0x00000001003570f0

0x100008240: 0x0000000101089940 0x0002e03500000003

(lldb) p (class_data_bits_t \*)0x100008250**

(class_data_bits_t *) $28 = 0x0000000100008250


(lldb)p $28->data()

(class_rw_t *) $31 = 0x000000010220bbb0

(lldb)p $31->methods() //获取里面的方法l列表

(const method_array_t) $32 = {

 list_array_tt<method_t, method_list_t, method_list_t_authed_ptr> = {

   = {

   list = {

   ptr = 0x0000000100008080

   }

   arrayAndFlag = 4295000192

  }

 }

}

(lldb) p $32.list.ptr

(method_list_t *const) $33 = 0x0000000100008080

(lldb)p *$33

(method_list_t) $34 = {

 entsize_list_tt<method_t, method_list_t, 4294901763, method_t::pointer_modifier> = (entsizeAndFlags = 27, count = 1)

}

(lldb) p $34.get(0).big()

(method_t::big) $36 = {  //就是我们要找的类方法

 name = "say666"

 types = 0x0000000100003f7f "v16@0:8"

 imp = 0x0000000100003ce0 (KCObjcBuild`+[ELPerson say666])

}

小结:类方法不存在本类中,存在元类的方法列表中

扩展data()方法的实现

我们先看源码

#define FAST_DATA_MASK          0x00007ffffffffff8UL

class_rw_t* data() const {

    return (class_rw_t *)(bits & FAST_DATA_MASK);

 }

这个地方意味着,我们也可以用bits与上FAST_DATA_MASK来实现

(lldb) x/6gx ELPerson.class     //此处打印6个出来。因为前面有32位,bits有8位

0x100008258: 0x0000000100008230 0x0000000100357140

0x100008268: 0x000000010034f390 0x0000802c00000000

0x100008278: 0x0000000100648da4 0x00000001000ac920

(lldb) p (class_data_bits_t \*)0x100008278

(class_data_bits_t *) $1 = 0x0000000100008278

(lldb) p $1->data()

(class_rw_t *) $2 = 0x0000000100648da0

(lldb) p/x 0x0000000100648da4 & 0x00007ffffffffff8

(long) $3 = 0x0000000100648da0      //我们发现$2和$3完全一样,自己实现正确
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 213,928评论 6 493
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 91,192评论 3 387
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 159,468评论 0 349
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 57,186评论 1 286
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,295评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,374评论 1 292
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,403评论 3 412
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,186评论 0 269
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,610评论 1 306
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,906评论 2 328
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,075评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,755评论 4 337
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,393评论 3 320
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,079评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,313评论 1 267
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,934评论 2 365
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,963评论 2 351

推荐阅读更多精彩内容