揭开isa的神秘面纱

isa是什么

之前我们看过，每个继承自NSObject类的子类，都有一个藏在第一个位置的隐藏属性，就是isa指针。看个图：

这个Class，点进去看其实就是 typedef struct objc_class *Class; 看上去感觉isa就是查找类的指针喽。其实，isa这家伙不简单啊，isa是一个联合体的东西，看下源码：

Tpis:为什么isa明明是个联合体，却在类中作为属性的时候确是Class类型呢？ 在以前我们了解的都是isa就仅仅是指向类的指针，但是后来苹果对isa这个做了一个优化，使得它还拥有了一些其他的数据存储，至于还继续用Class类型，你可以认为是遗留下来的习惯啊这些。在底层真正getIsa()的时候，也会对isa.bits进行Class类型的强转。

其中isa_t的两个元素Class和uintptr_t的数据类型，如下：


ISA_BITFIELD根据不同的架构，表示的位域也不一样，看下图

好，看了源码后继续聊：
union联合体是什么鬼，简单理解就是一个共用一片内存的共用体，给一个元素赋值的时候会把另一个覆盖掉，所占用的内存就是最大元素的所需空间。采用这种方式能节省空间又加速运算速度。isa_t中有Class cls; uintptr_t bits ; Class是一个objc_class*指针8字节，uintptr_t就是typedef unsigned long uintptr_t;也是8字节，所以这个联合体，占用的内存空间就是8字节64位，接下来ISA_BITFIELD，就站出来说明一下这64位的位置分别代表什么含义，看一下：

nonpointer:表示是否对 isa 指针开启指针优化 0:纯isa指针，1:不止是类对象地址,isa 中还包含了类信息、对象的引用计数等； has_assoc:关联对象标志位，0没有，1存在； has_cxx_dtor:该对象是否有 C++ 或者 Objc 的析构器,如果有析构函数,则需要做析构逻辑, 如果没有,则可以更快的释放对象； shiftcls:存储类指针的值。开启指针优化的情况下，在 arm64 架构中有 33 位用来存储类指针。在x86_64 架构中有44位来存储类指针； magic:用于调试器判断当前对象是真的对象还是没有初始化的空间 weakly_referenced:志对象是否被指向或者曾经指向一个 ARC 的弱变量，没有弱引用的对象可以更快释放。 deallocating:标志对象是否正在释放内存 has_sidetable_rc:当对象引用技术大于 10 时，则需要借用该变量存储进位 extra_rc:当表示该对象的引用计数值，实际上是引用计数值减 1， 例如，如果对象的引用计数为 10，那么 extra_rc 为 9。如果引用计数大于 10， 则需要使用到 has_sidetable_rc。

曾经我们以为isa就是单纯的指向类，元类等等的指针，没想到这小小的isa_t中蕴含着这么多内容。在arm64和x86_64这架构中，都有shiftcls来存储类指针的值，显然，我们要是想知道这个isa指向什么，就要读到这个数据，于是乎，往上看，在不同架构中，都存在ISA_MASK这个定义，这个什么？可以理解为，蒙版（面具），给isa.bits带上这个面具，就能知道这个isa，究竟指向什么，请看：

newisa就是我们在创建Person对象时创建的isa，lldb调试打印 po newisa.bits & 0x00007ffffffffff8 得出的就是shiftcls的数据，正是Person。0x00007ffffffffff8 就是上边提到的蒙版。

isa的指向流程

先上一个苹果官方的图：

乍一看，什么鬼。乱七八糟的。别慌，拆开看，这里我们就看虚线箭头的走位，用Person类来讲解一下，结合上班我们isa.bits加蒙版的小技能。
Person继承自NSObject，继承来的光环isa，必然在属性的第一个位置，断点打起来，x/4gx （以16进制输出4段，每段8个字节）打印一下内存：

然后的操作有点骚，我分为1、2、3、4、5（这是写着写着补充的）来分开讲：


1、person是指针类型没啥问题，指向Person的实例对象，x/4gx 把对象打印出来，第一段8字节，就是isa指针，直接拿到这个指针&（“与”操作）蒙版 0x00007ffffffffff8 直接得出 Person 类；
2、上面拿到了person对象的isa，通过这个isa，用p打印p 0x001d800100001315 & 0x00007ffffffffff8 得到的$2，$2可以理解他指向元类的实例对象，，把这个$2指向的对象打印四段，获取他的isa，加蒙版，得出还是Person，此时的Person 就是“元类”；
3、得出元类了，然后通过p打印得到$4，可以理解指向根元类对象，然后用他的isa，加蒙版，打印得出NSObject，他就说传说中的“根元类”；那么还有没有下一层，继续往下p；
4：继续p得到了$6,他应该就指向根根元类了吧，用他的isa加上蒙版发现，还是NSObject。
5：写着写着我发现，光看名字是NSObject，也不能说找到的就是自己啊，不严谨，好，拿到$6相关的数据继续往下找，打印$8，发现了啥没，连地址都一样了，$6和$8打印的起始地址都是0x100afe0f0,这下确定是自己了吧？就这么骚。
所以结合官方的图，总结一下：对象(person)—>类(Person)—>元类(Person)—>根元类(NSObject)—>根元类(NSObject)。

tips：看上边的图，发现Subclass和Superclass的走向一样，找到元类（meta）之后，就直接指向根元类了（root meta class）,没有中间继承类的联系，因为我们的Person直接继承的NSObject，所以看不出来，你可以创建一个类继承自Person ,然后用那个类的对象走一遍上边调试的流程验证下。对于图中最上边的root class的流程，可以直接创建一个NSObject实例对象来验证就可以了。

结语

isa的面纱暂时先揭露到此，有啥新的感悟随时补充。了解了isa，顺其自然的过渡到下一个章节—-类。