前言：isa 是個(gè)很神奇的、很強(qiáng)大的、很低調(diào)的角色，她風(fēng)里來雨里去，在iOS開發(fā)的過程中曾經(jīng)多少次出現(xiàn)在我們的世界里，悄無聲息、無怨無悔的為我們提供各種各樣的服務(wù)！假如你知道NSObject，那么你就一定要知道isa，可以說，她是一個(gè)對(duì)象的靈魂，如果沒有她，一切都將失去了顏色......
一、從對(duì)象的alloc探索isa
PS：友情鏈接
《OC對(duì)象原理探究（上）——對(duì)象的alloc》
《OC對(duì)象原理探究（下）—— 聯(lián)合體（共用體）與位域》
1、isa和對(duì)象alloc的關(guān)系
- 前面講過alloc的過程分析，涉及到對(duì)象的創(chuàng)建和關(guān)聯(lián)部分，如下源碼：
if (!zone && fast) {
obj->initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor);
} else {
// Use raw pointer isa on the assumption that they might be
// doing something weird with the zone or RR.
obj->initIsa(cls);
}
涉及到對(duì)象的內(nèi)存分配部分，追蹤核心代碼 obj->initIsa(cls)。
...
union isa_t {
isa_t() { }
isa_t(uintptr_t value) : bits(value) { }
uintptr_t bits;
private:
Class cls;
#if defined(ISA_BITFIELD)
struct {
ISA_BITFIELD; // defined in isa.h
};
- 分析可知：isa的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)為聯(lián)合體結(jié)構(gòu)，關(guān)于聯(lián)合體和位域，可以查看關(guān)聯(lián)文章——《OC對(duì)象原理探究（下）—— 聯(lián)合體（共用體）與位域》
2、ISA_BITFIELD的定義
我們?cè)诜治隽薕C對(duì)象的本質(zhì)之后，知道了對(duì)象的內(nèi)部，都至少存在一個(gè)isa成員變量，isa占用的空間大小為8字節(jié)，也就是8x8=64位。
如果我們把這些空間都用于存放指針，那么造成的空間浪費(fèi)是巨大的。而類中除了指針，還可能有其他的東西需要進(jìn)行存儲(chǔ)，如果能夠?qū)@8字節(jié)空間進(jìn)行一系列優(yōu)化，就可以節(jié)省很多的內(nèi)存開銷。
- 類中與存儲(chǔ)相關(guān)的一個(gè)類型就是nonPointerIsa，涉及到存儲(chǔ)的變量信息主要有以下： ① 是否正在釋放？ ② 引用計(jì)數(shù) ③ weak ④ map ⑤ 關(guān)聯(lián)對(duì)象 ⑥ 析構(gòu)函數(shù) 存儲(chǔ)空間的釋放——>內(nèi)部是C/C++的釋放
- 查看nonPointerIsa的相關(guān)定義：
# if __arm64__
# define ISA_MASK 0x0000000ffffffff8ULL
# define ISA_MAGIC_MASK 0x000003f000000001ULL
# define ISA_MAGIC_VALUE 0x000001a000000001ULL
# define ISA_HAS_CXX_DTOR_BIT 1
# define ISA_BITFIELD
uintptr_t nonpointer : 1; \
uintptr_t has_assoc : 1; \
uintptr_t has_cxx_dtor : 1; \
uintptr_t shiftcls : 33; /*MACH_VM_MAX_ADDRESS 0x1000000000*/ \
uintptr_t magic : 6; \
uintptr_t weakly_referenced : 1; \
uintptr_t unused : 1; \
uintptr_t has_sidetable_rc : 1; \
uintptr_t extra_rc : 19
# define RC_ONE (1ULL<<45)
# define RC_HALF (1ULL<<18)
# endif
在以上isa.h中定義了arm64架構(gòu)下isa的類型，其中我們關(guān)注ISA_BITFIELD的結(jié)構(gòu)：
可以看到，ISA_BITFIELD被定義為位域的結(jié)構(gòu)。
3、ISA_BITFIELD中不同位域的作用
① nonpointer:表示是否對(duì) isa 指針開啟指針優(yōu)化 0:純isa指針，1:不止是類對(duì)象地址,isa 中包含了類信息、對(duì)象的引用計(jì)數(shù)等
② has_assoc:關(guān)聯(lián)對(duì)象標(biāo)志位，0沒有，1存在
③ has_cxx_dtor:該對(duì)象是否有 C++ 或者 Objc 的析構(gòu)器,如果有析構(gòu)函數(shù),則需要做析構(gòu)邏輯, 如果沒有,則可以更快的釋放對(duì)象。
④ shiftcls: 存儲(chǔ)類指針的值。開啟指針優(yōu)化的情況下，在 arm64 架構(gòu)中有 33 位用來存儲(chǔ)類指針。
⑤ magic:用于調(diào)試器判斷當(dāng)前對(duì)象是真的對(duì)象還是沒有初始化的空間
⑥ weakly_referenced:志對(duì)象是否被指向或者曾經(jīng)指向一個(gè) ARC 的弱變量，沒有弱引用的對(duì)象可以更快釋放。 deallocating:標(biāo)志對(duì)象是否正在釋放內(nèi)存
⑦ has_sidetable_rc:當(dāng)對(duì)象引用技術(shù)大于 10 時(shí)，則需要借用該變量存儲(chǔ)進(jìn)位
extra_rc:當(dāng)表示該對(duì)象的引用計(jì)數(shù)值，實(shí)際上是引用計(jì)數(shù)值減 1， 例如，如果對(duì)象的引用計(jì)數(shù)為 10，那么 extra_rc 為 9。如果引用計(jì)數(shù)大于 10， 則需要使用到下面的 has_sidetable_rc。
4、isa和class的關(guān)系
通過查看YTPerson類的內(nèi)存，
① 獲取YTPerson對(duì)象地址：$5 = 0x00000001000080e8 YTPerson
② 獲取到isa的地址 0x001d8001000080e9
③ 用isa的地址和ISA_MASK進(jìn)行&運(yùn)算，得到計(jì)算后的地址：$6 = 0x00000001000080e8
④ 對(duì)比6的地址，發(fā)現(xiàn)關(guān)系：對(duì)象的地址 = isa的地址 & ISA_MASK
二、isa和class賦值過程
1、從class拿類的核心內(nèi)容
- 從前面的分析，我們得知，isa的類核心信息，都存在uintptr_t shiftcls之中，于是我們可以根據(jù)一個(gè)類的地址，通過位移運(yùn)算，得到cls的實(shí)際地址值。
# define ISA_MASK 0x00007ffffffffff8ULL
# define ISA_MAGIC_MASK 0x001f800000000001ULL
# define ISA_MAGIC_VALUE 0x001d800000000001ULL
# define ISA_HAS_CXX_DTOR_BIT 1
# define ISA_BITFIELD \
uintptr_t nonpointer : 1; \
uintptr_t has_assoc : 1; \
uintptr_t has_cxx_dtor : 1; \
uintptr_t shiftcls : 44; /*MACH_VM_MAX_ADDRESS 0x7fffffe00000*/ \
uintptr_t magic : 6; \
uintptr_t weakly_referenced : 1; \
uintptr_t unused : 1; \
uintptr_t has_sidetable_rc : 1; \
uintptr_t extra_rc : 8
# define RC_ONE (1ULL<<56)
# define RC_HALF (1ULL<<7)
2、通過class獲取isa的值
- 過程分析 ① 獲取YTPerson對(duì)象p的地址：0x001d8001000080e9
② 將p的地址左移 3 位，得到$8 = 0x0003b0002000101d
③ 將9 = 0x0002000101d00000
④ 將10 = 0x00000001000080e8
⑤ 查看YTPerson的地址10
