OC 底層知識(一)：OC的本質(zhì)

  • 1、Objective-C的面向?qū)ο蠖际腔谑裁磾?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的？

    • 由于我們平時編寫的Objective-C代碼，底層實現(xiàn)其實都是C\C++代碼,所以O(shè)bjective-C的面向?qū)ο蠖际腔?code>C\C++的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的

  • 2、Objective-C的對象、類主要是基于C\C++的什么數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的？

    • 結(jié)構(gòu)體

  • 3、如何將Objective-C代碼轉(zhuǎn)換為C\C++代碼？

    • 下面以O(shè)C的文件Person+Test.m為例生成 .cpp

       利用終端進入到Person+Test.m所在的文件夾
 方式一
 xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc Person+Test.m
 方式二
 clang  -rewrite-objc  Person+Test.m

    • 如果需要鏈接其他框架，使用-framework參數(shù)。比如-framework UIKit。

  • 4、一個OC對象在內(nèi)存中是如何布局的？

  • 5、如何實時查看內(nèi)存數(shù)據(jù) ？

    • 在需要查看對象的地方先打斷點，再Debug -> Debug Workfllow -> View Memory ,或者使用快捷鍵（Shift + Command + M）
      實時查看內(nèi)存數(shù)據(jù)

  • 6、一個NSObject對象占用多少內(nèi)存 ？

    • 實際上分配了16個字節(jié)的內(nèi)存空間給NSObject對象

    • 真正有使用的內(nèi)存空間是：一個指針變量所占用的大?。ㄔ?4bit環(huán)境是8個字節(jié)，在32bit環(huán)境是4個字節(jié)）

    • 驗證上述所說：導(dǎo)入頭文件#import <objc/runtime.h>和#import <malloc/malloc.h>

      NSObject *object = [[NSObject alloc]init];
NSLog(@"實際上分配了 %zd 個字節(jié)的內(nèi)存空間,真正有使用的內(nèi)存空間大小是：%zd個字節(jié)",malloc_size((__bridge void*)object),class_getInstanceSize([NSObject class]));

  • 7、在64bit環(huán)境下，一個Person對象，一個Student(繼承于Person)各占用多少內(nèi)存空間？

    • 想要完全的理解這個題，你需要了解一下內(nèi)存對齊。

    • 結(jié)果如下：


      占用內(nèi)存空間

    • 分析


      分析

  • 8、Objective-C中的對象，簡稱OC對象，主要可以分為哪幾種 ？

    • 8.1、instance對象（實例對象）

      • instance對象就是通過類alloc出來的對象，每次調(diào)用alloc都會產(chǎn)生新的instance對象

        NSObject *obj1 = [[NSObject alloc]init];
NSObject *obj2 = [[NSObject alloc]init];

      • obj1、obj2是NSObject的instance對象（實例對象）,它們是不同的兩個對象，分別占據(jù)著兩塊不同的內(nèi)存

      • instance對象在內(nèi)存中存儲的信息包括:isa指針以及其他成員變量。

        instance對象

    • 8.2、class對象 （類對象）

      class對象

      • objClass1 ~ objClass5都是NSObject的class對象（類對象）,它們是同一個對象。每個類在內(nèi)存中有且只有一個class對象。
      • class對象在內(nèi)存中存儲的信息主要包括，isa指針；superclass指針；類的屬性信息（@property）、類的對象方法信息（instance method）;類的協(xié)議信息（protocol）、類的成員變量信息（ivar）
        ......

    • 8.3、meta-class對象（元類對象）

      • 元類對象的獲取方法

        Class objMetaClass = object_getClass([NSObject class]);
        元類對象的獲取與類對象獲取的對比

        • 以下代碼獲取的objectClass是class對象，并不是meta-class對象

          Class objClass2 = [[NSObject class]class];

      • 每個類在內(nèi)存中有且只有一個meta-class對象

      • meta-class對象和class對象的內(nèi)存結(jié)構(gòu)是一樣的，但是用途不一樣，在內(nèi)存中存儲的信息主要包括:isa指針,superclass指針,類的類方法信息（class method）......

        meta-class對象

  • 9、OC的類信息存放在哪里 ？(這個問題的答案在上題8中)

    • 以NSObject類為例：
      • 9.1、如果是常用變量具體的值則存放在instance對象里面。
      • 9.2、如果是類的屬性信息（@property）、類的對象方法信息（instance method）;類的協(xié)議信息（protocol）、類的成員變量信息（ivar）則存放在class對象里面。
      • 9.3、如果是類的類方法信息（class method）則存放在meta-class對象里面。

  • 10、isa指針的指向過程是什么？

    isa指針的指向過程

    • instance的isa指向class對象
      • 當(dāng)調(diào)用對象方法時，通過instance的isa找到class(類)，最后在類對象里面找到對象方法的實現(xiàn)進行調(diào)用
    • class對象的isa指向meta-class(元類對象)
      • 當(dāng)調(diào)用類方法時，通過class的isa找到meta-class(元類)，最后找到類方法的實現(xiàn)進行調(diào)用
    • meta-class(元類對象)的isa指向基類的meta-class(元類對象)

  • 11、class(類對象)的superlass有什么作用 ？ 下面以Student類繼承于Person類,Person類繼承于NSObject為例說明superlass的作用

    superlass的作用

    • 當(dāng)Student的instance對象要調(diào)用Person的對象方法時，會先通過Student類的isa找到Student的class，然后通過Student類的superclass找到Person的class，最后找到對象方法的實現(xiàn)進行調(diào)用
    • 當(dāng)Student的instance對象要調(diào)用NSObject的對象方法時，會先通過Student類的isa找到Student的class，然后通過Student類的superclass找到Person的class對象，會先通過Person類的superclass找到NSObject的class（類）對象，然后通過NSObject類的superclass找到Person的class，,最后找到對象方法的實現(xiàn)進行調(diào)用

  • 12、meta-class(類對象)的superlass有什么作用 ？ 下面以Student類繼承于Person類,Person類繼承于NSObject為例說明superlass的作用

    meta-class的superlass的作用

    • 當(dāng)Student的class要調(diào)用Person的類方法時，會先通過isa找到Student的meta-class，然后通過superclass找到Person的meta-class，最后找到類方法的實現(xiàn)進行調(diào)用

  • 13、isa、superclass總結(jié)

    isa、superclass總結(jié)

    • isa的指向

      • instance(實例對象)的isa指向class(類對象)
      • class(類對象)的isa指向meta-class(元類對象)
      • meta-class(元類對象)的isa指向基類的meta-class(元類對象)
      • 基類的meta-class(元類對象)的isa指向自己

    • superclass的指向

      • class(類對象)的superclass指向父類的class(類對象)，如果沒有父類，superclass指針為nil
      • meta-class(元類對象)的superclass指向父類的meta-class(元類對象)，基類的meta-class(元類對象)的superclass指向基類的class(類對象)(這個比較特殊)

    • instance調(diào)用對象方法的軌跡

      • 通過instance實例對象的isa找到class(類對象)，對象方法不存在，就通過superclass找父類，如果父類沒有就接著往上找

    • class調(diào)用類方法的軌跡

      • 通過class(類對象)的isa找meta-class(元類對象)，類方法不存在，就通過superclass找父類，如果父類沒有就接著往上找

  • 14、驗證實例對象的isa是指向class對象，class對象的isa是指向meta-class對象

    在isa的值轉(zhuǎn)化為類的內(nèi)存的值的時候需要 & ISA_MASK，ISA_MASK的值可以去objc4源碼里面搜objc_object {就會顯示出來 ISA_MASK，從64bit開始，isa需要進行一次位運算，才能計算出真實地址，取文件 objc-private.h 查看

    ISA_MASK

    • 驗證實例對象的isa是指向class對象

        實例對象
  NSObject *object = [[NSObject alloc]init];
  類對象
  Class objClass = [NSObject class];
  元類對象
  Class objMetaClass = object_getClass([NSObject class]);

    • 驗證class對象的isa是指向meta-class對象

      添加一個結(jié)構(gòu)體（因為類對象的isa是看不到的，需要自己寫一個結(jié)構(gòu)體來獲取isa）

      struct jk_obj_class {
   Class isa;
};

NSObject *object = [[NSObject alloc]init];
Class objClass = [NSObject class];
struct jk_obj_class objClass2 = *(__bridge struct jk_obj_class *)objClass;
Class objMetaClass = object_getClass([NSObject class]);
    驗證class對象的isa是指向meta-class對象
    • class對象、meta-class對象的本質(zhì)結(jié)構(gòu)都是struct objc_class
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