前言
OC是一個面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，對象就是我們整個編寫代碼的過程中，最為頻繁接觸到的一個東西，那么什么是對象呢？在上一篇文章iOS底層 - 結(jié)構(gòu)體內(nèi)存對齊中，我們了解到：對象的本質(zhì)就是結(jié)構(gòu)體。那么這個結(jié)論怎么驗證呢？那么下面開始一探究竟。
一.了解clang
在探究對象本質(zhì)之前先介紹一下clang：
- Clang是?個C語?、C++、Objective-C語?的輕量級編譯器
- Clang將?持其普通lambda表達式、返回類型的簡化處理以及更好的處理constexpr關鍵字
- Clang是?個由Apple主導編寫，基于LLVM的C/C++/Objective-C編譯器
- 2013年4?,Clang已經(jīng)全??持C++11標準，并開始實現(xiàn)C++1y特性（也就是C++14，這是C++的下?個?更新版本）
Clang是?個C++編寫、基于LLVM、發(fā)布于LLVM BSD許可證下的C/C++/Objective-C/Objective-C++編譯器。
二.編譯oc文件為c++文件
- 直接命令行編譯 ：
// 把?標?件編譯成c+
clang -rewrite-objc main.m -o main.cpp
- xcode安裝的時候順帶安裝了xcrun命令，xcrun命令在clang的基礎上進?了?些封裝，要更好??些：
// 模擬器
xcrun -sdk iphonesimulator clang -arch arm64 -rewrite- objc main.m -o main-arm64.cpp
// 真機
xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main arm64.cpp
-
成功生成如下文件：
三.分析c++文件
開發(fā)main.cpp文件，搜索LGPerson：
LGPerson
上圖所示，我們可以看到對象在底層的本質(zhì)是一個結(jié)構(gòu)體。
跟蹤NSObject_IMPL結(jié)構(gòu)類型可以看到如圖下：
isa
objc
上圖所示，可以得出objc底層調(diào)用就是objc_object
- id class = [class new] 為什么我們id 類型可以獲取所有的屬性類型而且不需要加，因為他的底層就是id
@property (nonatomic, strong) NSString *KCName;
- 為什么屬性自帶set 和get 方法 根據(jù)底層跟蹤如下：
// @implementation LGPerson
// 方法 getter
static NSString * _I_LGPerson_kcName(LGPerson * self, SEL _cmd) {
return (*(NSString **)((char *)self + OBJC_IVAR_$_LGPerson$_kcName))
}
static void _I_LGPerson_setKcName_(LGPerson * self, SEL _cmd, NSString *kcName) { (*(NSString **)((char *)self + OBJC_IVAR_$_LGPerson$_kcName)) = kcName; }
// @end
- 總結(jié)：對象本質(zhì)就是一個結(jié)構(gòu)體，屬性成員變量實現(xiàn)了 get 和 set 方法.
- 流程分析 ：
LGPerson—> 找到LGPerson_IMPL—>NSObject_IMPL-—>Class
四.isa分析
struct NSObject_IMPL {
Class isa;
};
在上面的代碼里，我們可以看到NSObject里面只有一個成員變量，那就是Class類型的isa。那么這isa是什么呢，我們就這個問題，繼續(xù)探索下去，首先我們先看看他的類型Class在底層中的定義。
typedef struct objc_class *Class;
struct objc_class {
Class _Nonnull isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
Class _Nullable super_class OBJC2_UNAVAILABLE;
const char * _Nonnull name OBJC2_UNAVAILABLE;
long version OBJC2_UNAVAILABLE;
long info OBJC2_UNAVAILABLE;
long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_ivar_list * _Nullable ivars OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_method_list * _Nullable * _Nullable methodLists OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_cache * _Nonnull cache OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_protocol_list * _Nullable protocols OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;
可以看到，Class實際上就是一個objc_class *類型的結(jié)構(gòu)體指針。
接下來我們來看看isa，在alloc流程的最后一步，就是通過initIsa方法將我們申請的內(nèi)存地址和我們的Class綁定起來。
inline void
objc_object::initIsa(Class cls, bool nonpointer, UNUSED_WITHOUT_INDEXED_ISA_AND_DTOR_BIT bool hasCxxDtor)
{
ASSERT(!isTaggedPointer());
isa_t newisa(0);
if (!nonpointer) {
newisa.setClass(cls, this);
} else {
ASSERT(!DisableNonpointerIsa);
ASSERT(!cls->instancesRequireRawIsa());
#if SUPPORT_INDEXED_ISA
ASSERT(cls->classArrayIndex() > 0);
newisa.bits = ISA_INDEX_MAGIC_VALUE;
// isa.magic is part of ISA_MAGIC_VALUE
// isa.nonpointer is part of ISA_MAGIC_VALUE
newisa.has_cxx_dtor = hasCxxDtor;
newisa.indexcls = (uintptr_t)cls->classArrayIndex();
#else
newisa.bits = ISA_MAGIC_VALUE;
// isa.magic is part of ISA_MAGIC_VALUE
// isa.nonpointer is part of ISA_MAGIC_VALUE
# if ISA_HAS_CXX_DTOR_BIT
newisa.has_cxx_dtor = hasCxxDtor;
# endif
newisa.setClass(cls, this);
#endif
newisa.extra_rc = 1;
}
isa = newisa;
}
在這些代碼中間，有個非常重要的東西，就是isa_t，我們再來看看它到底是什么：
union isa_t {
isa_t() { }
isa_t(uintptr_t value) : bits(value) { }
uintptr_t bits;
private:
// Accessing the class requires custom ptrauth operations, so
// force clients to go through setClass/getClass by making this
// private.
Class cls;
public:
#if defined(ISA_BITFIELD)
struct {
ISA_BITFIELD; // defined in isa.h
};
bool isDeallocating() {
return extra_rc == 0 && has_sidetable_rc == 0;
}
void setDeallocating() {
extra_rc = 0;
has_sidetable_rc = 0;
}
#endif
void setClass(Class cls, objc_object *obj);
Class getClass(bool authenticated);
Class getDecodedClass(bool authenticated);
};
五.結(jié)構(gòu)體和聯(lián)合體
在上面的代碼中，我們可以看到一個之前沒有接觸過的結(jié)構(gòu)union，我們稱之為聯(lián)合體，那么他到底是什么，有什么特性呢，我們用下面這個例子來說明，首先看一段代碼
// 結(jié)構(gòu)體 : 共存
struct XHTeacher1 {
char *name;
int age;
double height ;
};
// 聯(lián)合體 : 互斥
union XHTeacher2 {
char *name;
int age;
double height ;
};
結(jié)構(gòu)體(sturct)中的所有變量是“共存”的
優(yōu)點：海納百川，有容乃大。只要你來，我都給你存下來
缺點：內(nèi)存空間的分配是粗放的，不管你用不用全都給你分配好位置聯(lián)合體(union)中每個變量之間是“互斥”的
優(yōu)點：就是不夠“包容”
缺點：使用內(nèi)存更為精細靈活，也節(jié)省了內(nèi)存空間
