oc類、對象探索

首先我們創(chuàng)建一個oc類

@interface QHPerson : NSObject
@property (nonatomic,strong)NSString *name;
@end

然后用clang編譯QHPerson.m文件

clang.png

結構體.png

struct NSObject_IMPL {
    Class isa;
};

發(fā)現(xiàn)NSObject_IVARS底層是isa變量

setter、getter底層實現(xiàn)

//getter

static NSString * _Nonnull _I_QHPerson_name(QHPerson * self, SEL _cmd) {
    
    return (*(NSString * _Nonnull *)((char *)self + OBJC_IVAR_$_QHPerson$_name));
    
}

//setter
static void _I_QHPerson_setName_(QHPerson * self, SEL _cmd, NSString * _Nonnull name) {
    
    (*(NSString * _Nonnull *)((char *)self + OBJC_IVAR_$_QHPerson$_name)) = name;
    
}

extern "C" unsigned long int OBJC_IVAR_$_QHPerson$_name __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_ivar"))) = __OFFSETOFIVAR__(struct QHPerson, _name);

通過上面的代碼，我們發(fā)現(xiàn)屬性的訪問是通過對象的地址+OBJC_IVAR_$_QHPerson$_name(成員變量的偏移量)。
如下圖：

set-get.png

isa 本質

上面我們分析到底層會給我們自動生成isa，那么isa究竟是啥，下面我們需要通過objc源碼來分析。
之前的文章中，我們對象alloc后，對象會綁定類調用 obj->initIsa(cls);
創(chuàng)建實例

_class_createInstanceFromZone(Class cls, size_t extraBytes, void *zone,
                              int construct_flags = OBJECT_CONSTRUCT_NONE,
                              bool cxxConstruct = true,
                              size_t *outAllocatedSize = nil)
{
   ...省略

    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);
    }
 ...省略
}

初始化isa

objc_object::initIsa(Class cls, bool nonpointer, UNUSED_WITHOUT_INDEXED_ISA_AND_DTOR_BIT bool hasCxxDtor)
{ 
  
...省略
    isa_t newisa(0);

    if (!nonpointer) {
//純isa
        newisa.setClass(cls, this);
    } else {
     //綁定其他類信息
#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;
    }
...省略
}

進入isa定義

union isa_t {
   ...省略

    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
    };

#endif

...省略
};

發(fā)現(xiàn)isa底層是一個聯(lián)合體，

union 常規(guī)用法

union 在同一塊內存上，定義多個語義不相關的字段，以不同的方式使用它。讀操作只對最近的寫入字段有效，任何時刻只有一個字段的值有意義。union 為互斥存在的變量提供了非常高效的內存使用方式.

isa 結構

• bits：是一個 8 字節(jié)簡單無符號長整形字段，主要用于引用計數(shù)位域的初始化和算術運算、魔術值初始化等
• cls：表示共用體 isa_t 對類對象的引用
• ISA_BITFIELD：字段在 64 bits 空間中定義了多個位域。它充分利用類對象內存 8 字節(jié)對齊和指數(shù)增長的特性：用低 3 bits 分別標志指針類型、是否有關聯(lián)對象和是否有C++析構函數(shù)；用33 bits 尋址 36 bits 地址空間內的類對象；余下 28 bits 主要用于存儲引用計數(shù)相關信息

在這里需要引出一個概念位域
有些信息在存儲時，并不需要占用一個完整的字節(jié)， 而只需占幾個或一個二進制位。例如在存放一個開關量時，只有0和1 兩種狀態(tài)， 用一位二進位即可。為了節(jié)省存儲空間，并使處理簡便，Ｃ語言又提供了一種數(shù)據(jù)結構，稱為“位域”或“位段”。所謂“位域”是把一個字節(jié)中的二進位劃分為幾 個不同的區(qū)域，并說明每個區(qū)域的位數(shù)。每個域有一個域名，允許在程序中按域名進行操作。 這樣就可以把幾個不同的對象用一個字節(jié)的二進制位域來表示。位段成員必須聲明為int、unsigned int或signed int類型（short char long）

舉例：

struct bs     
{     
int a:8;     
int b:2;     
int c:6;     
};

bs共2個字節(jié)，a占用8位，b占用2位，c占用6為

ISA_BITFIELD 字段描述

isa 字段.png