OC语法 - OC对象本质 - 《iOS学习笔记》

NSObject的底层实现
一个NSObject对象占用多少内存？
OC对象的分类
objc_getClass、object_getClass、class区别
isa、superclass总结
OC的类信息存放在哪里？

我们平时编写的Objective-C代码，底层实现其实都是C\C++代码

将Objective-C代码转换为C\C++代码

xcrun  -sdk  iphoneos  clang  -arch  arm64  -rewrite-objc  OC源文件  -o  输出的CPP文件

如果需要链接其他框架，使用-framework参数。比如-framework UIKit

NSObject的底层实现

所以Objective-C的面向对象都是基于C\C++的 结构体 的数据结构实现的

一个NSObject对象占用多少内存？

方式一：系统函数

系统分配了16个字节给NSObject对象（通过malloc_size函数获得）
但NSObject对象内部只使用了8个字节的空间（64bit环境下，可以通过class_getInstanceSize函数获得） ```objectivec NSObject *obj = [[NSObject alloc] init]; // 16个字节

// 获得NSObject实例对象的成员变量所占用的大小 >> 8 NSLog(@”%zd”, class_getInstanceSize([NSObject class]));

// 获得obj指针所指向内存的大小 >> 16 NSLog(@”%zd”, malloc_size((__bridge const void *)obj));

> 可在这里查看源码实现：[https://opensource.apple.com/tarballs/objc4/](https://opensource.apple.com/tarballs/objc4/)
<a name="yq5BN"></a>
##### 容易混淆的函数
创建一个实例对象，至少需要多少内存？ 
```objectivec
#import <objc/runtime.h> 
class_getInstanceSize([NSObject class]);

创建一个实例对象，实际上分配了多少内存？

#import <malloc/malloc.h> 
malloc_size((__bridge const void *)obj);

方式二：Xcode 工具

实时查看内存数据 Debug -> Debug Workfllow -> View Memory （Ctrl + Option + Shift + Command + M）

方式三：LLDB指令

print、p：打印
po：打印对象

读取内存

memory read/数量格式字节数内存地址
x/数量格式字节数内存地址 x/3xw 0x10010

格式

x是16进制，
f是浮点，
d是10进制

字节大小

b：byte 1字节，
h：half word 2字节
w：word 4字节，
g：giant word 8字节

修改内存中的值

memory write 内存地址数值 memory write 0x0000010 10

(lldb) p obj
(NSObject *) $1 = 0x000000010810e1d0
(lldb) print obj
(NSObject *) $2 = 0x000000010810e1d0
(lldb) po obj
<NSObject: 0x10810e1d0>
(lldb) memory read 0x10810e1d0
0x10810e1d0: c9 1c 98 88 ff ff 1d 01 00 00 00 00 00 00 00 00  ................
0x10810e1e0: 2d 5b 4e 53 54 6f 75 63 68 42 61 72 43 6f 6c 6f  -[NSTouchBarColo
(lldb) x 0x10810e1d0
0x10810e1d0: c9 1c 98 88 ff ff 1d 01 00 00 00 00 00 00 00 00  ................
0x10810e1e0: 2d 5b 4e 53 54 6f 75 63 68 42 61 72 43 6f 6c 6f  -[NSTouchBarColo
(lldb) x/3gx 0x10810e1d0
0x10810e1d0: 0x011dffff88981cc9 0x0000000000000000
0x10810e1e0: 0x63756f54534e5b2d
(lldb) memory write 0x10810e1d8 3
(lldb) x 0x10810e1d0
0x10810e1d0: c9 1c 98 88 ff ff 1d 01 03 00 00 00 00 00 00 00  ................
0x10810e1e0: 2d 5b 4e 53 54 6f 75 63 68 42 61 72 43 6f 6c 6f  -[NSTouchBarColo

OC对象的分类

instance对象（实例对象）
class对象（类对象）
meta-class对象（元类对象）

instance
instance对象就是通过类alloc出来的对象，每次调用alloc都会产生新的instance对象
object1、object2是NSObject的instance对象（实例对象）
它们是不同的两个对象，分别占据着两块不同的内存

instance对象在内存中存储的信息包括

isa指针
其他成员变量

class

NSObject *object1 = [[NSObject alloc] init];
NSObject *object2 = [[NSObject alloc] init];

Class objectClass1 = [object1 class];
Class objectClass2 = [object2 class];
Class objectClass3 = object_getClass(object1); //Runtime API
Class objectClass4 = object_getClass(object2); //Runtime API
Class objectClass5 = [NSObject class];

NSLog(@"%p %p",
      object1,
      object2);

NSLog(@"%p %p %p %p %p",
      objectClass1,
      objectClass2,
      objectClass3,
      objectClass4,
      objectClass5);

objectClass1 ~ objectClass5都是NSObject的class对象（类对象）
它们是同一个对象。每个类在内存中有且只有一个class对象

class对象在内存中存储的信息主要包括

isa指针
superclass指针
类的属性信息（@property）
类的对象方法信息（instance method）
类的协议信息（protocol）
类的成员变量信息（ivar）
……

meta-class

// meta-class对象，元类对象
// 将类对象当做参数传入，获得元类对象
Class objectMetaClass = object_getClass(objectClass5); //Runtime API

objectMetaClass是NSObject的meta-class对象（元类对象）
每个类在内存中有且只有一个meta-class对象
meta-class对象和class对象的内存结构是一样的，但是用途不一样

在内存中存储的信息主要包括

isa指针
superclass指针
类的类方法信息（class method）
……

注意：以下代码获取的objectClass是class对象，并不是meta-class对象

Class objectMetaClass2 = [[NSObject class] class];

查看Class是否为meta-class

#import <objc/runtime.h>
BOOL result = class_isMetaClass([NSObject class]);

objc_getClass、object_getClass、class区别

Class objc_getClass(const char *aClassName)

传入字符串类名
返回对应的类对象

Class object_getClass(id obj)

传入的obj可能是instance对象、class对象、meta-class对象
返回值
- 如果是instance对象，返回class对象
- 如果是class对象，返回meta-class对象
- 如果是meta-class对象，返回NSObject（基类）的meta-class对象

- (Class)class、+ (Class)class

返回的就是类对象

isa、superclass总结

instance的isa指向class
class的isa指向meta-class
meta-class的isa指向基类的meta-class
class的superclass指向父类的class 如果没有父类，superclass指针为nil
meta-class的superclass指向父类的meta-class 基类的meta-class的superclass指向基类的class
instance调用对象方法的轨迹 isa找到class，方法不存在，就通过superclass找父类
class调用类方法的轨迹 isa找meta-class，方法不存在，就通过superclass找父类

从64bit开始，isa需要进行一次位运算，才能计算出真实地址
class、meta-class对象的本质结构都是struct objc_class

OC的类信息存放在哪里？

对象方法、属性、成员变量、协议信息，存放在class对象中
类方法，存放在meta-class对象中
成员变量的具体值，存放在instance对象