前言

此次優(yōu)化是 WWDC-2020 提出的，下面可自行觀看視頻：

關(guān)于 runtime 的改進(jìn)優(yōu)化

用作者話來說，開發(fā)者無需更改任何代碼，也不使用新的API，應(yīng)用程序也會(huì)變得更快。因?yàn)?Apple 在內(nèi)部運(yùn)行時(shí)做了底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的變化(Class Data Structures Changes)

在磁盤上，在app的二進(jìn)制文件中，類的結(jié)構(gòu)如下：

對(duì)于類的對(duì)象本身，它包含最常訪問的信息：

• 指向元類、超類和方法緩存的指針。
• 指向存儲(chǔ)附加信息的更多數(shù)據(jù)的指針，稱為 class_ro_t。其中 Ro 代表只讀。

class_ro_t 包括類的名稱以及方法、協(xié)議和實(shí)例變量的信息。并且 Swift 和 Objective-C共享這一基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

當(dāng)類第一次從磁盤加載到內(nèi)存中時(shí)，它們一開始是固定的，但是一旦被使用，它們就會(huì)改變。為了理解接下來的類的變化，首先了解一下 Clean Memory 和 Dirty Memory。

Clean Memory 和 Dirty Memory

• Clean Memory 是指加載后不會(huì)發(fā)生更改的內(nèi)存。class_ro_t 就是屬于 Clean Memory，因?yàn)樗侵蛔x的。

• Dirty Memory 是指在進(jìn)程運(yùn)行時(shí)發(fā)生更改的內(nèi)存。Class 一旦被使用就會(huì)變成 Dirty Memory，因?yàn)檫\(yùn)行時(shí)會(huì)將新數(shù)據(jù)寫入類中。

特點(diǎn)：

Dirty Memory 只要進(jìn)程在運(yùn)行，它就一直存在。而且 iOS 不比 macOS 可以選擇交換 Dirty Memory，iOS 不使用 swap，所以 Dirty Memory 在 iOS 中代價(jià)很大。

Clean Memory 可以進(jìn)行移除，從而節(jié)省更多的內(nèi)存空間。如果你再次需要它，系統(tǒng)可以從磁盤中 重新加載。

這也是 Class 數(shù)據(jù)被分成兩部分的原因，可以保持干凈的數(shù)據(jù)越多越好，分離出不改變的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)為 Clean Memory。

class_rw_t

雖然這些數(shù)據(jù)足以使用，但運(yùn)行時(shí)需要跟蹤有關(guān)每個(gè)類的更多信息，因此當(dāng)類第一次被使用時(shí)，運(yùn)行時(shí)還會(huì)為它分配額外的存儲(chǔ)空間。

這個(gè)運(yùn)行時(shí)分配的存儲(chǔ)容量是 class_rw_t，用于讀/寫數(shù)據(jù)。在 class_rw_t 中，存儲(chǔ)了只有在運(yùn)行時(shí)才會(huì)生成的新信息。

First Subclass 和 Next Sibling Class：由于 class_rw_t 中的 First Subclass 和 Next Sibling Class 的特性，所有類都會(huì)鏈接成一個(gè) 樹狀結(jié)構(gòu)。它們?cè)试S運(yùn)行時(shí)遍歷當(dāng)前使用的所有類

Methods、Properties、Protocols：在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行添加的，當(dāng) Category 被加載時(shí)，它可以向類中添加新的方法，也可以通過 Runtime API 動(dòng)態(tài)添加。

Demangled Name：只有 Swift 才會(huì)使用的字段，甚至 Swift 類都不需要它。除非開發(fā)者想要訪問 Swfit 的 OC 名稱，利用率比較低。

class_rw_t 拆分

因?yàn)?class_rw_t 里面有太多的東西，會(huì)占用 很多 的內(nèi)存?？梢詫?不常用 的部分拆分，分配到另一個(gè)擴(kuò)展記錄以供類使用。

在實(shí)際設(shè)備上檢查使用情況時(shí)，發(fā)現(xiàn)只有大約 10% 的類真正改變了 Methods。所以，Methods、Properties、Protocols 可以被拆分。

Demangled Name：只有 Swift 才會(huì)使用，也可以被拆分。

因此拆分效果如圖：

class_rw_t 與 class_ro_t 的區(qū)別

• 當(dāng)類使用了 category 的時(shí)候，那么類就有了 class_rw_t 的結(jié)構(gòu)，如果未使用 category，那么類就是一個(gè)單純的 class_ro_t 的結(jié)構(gòu) (Clean Memory)

• 反之，在類的內(nèi)存結(jié)構(gòu)中如果有 class_rw_t 的結(jié)構(gòu)，那么必然會(huì)有 category

案例

實(shí)際驗(yàn)證 Xcode 和 Safari 的 class_rw_t 占用的內(nèi)存

$ heap Xcode | egrep 'class_rw|COUNT'

占用內(nèi)存如下：

Xcode：

• class_rw_t 占用字節(jié)：2877568

• class_rw_ext_t 占用字節(jié)：203664，占比 7%

Safari：

• class_rw_t 占用字節(jié)：186496

• class_rw_ext_t 占用字節(jié)：27312，占比 15%

總結(jié)：class_rw_ext_t 的拆分，可以節(jié)省內(nèi)存開銷。