关于 alloc 的其他技术细节

iOS 底层探索之 alloc（下）

导言

在 iOS 底层探索之 alloc（上） 中，我们深入探讨了对象 alloc 的底层流程，本篇将继续探究 isa 关联对象的流程，以及 isa_t（NONPOINTER_ISA）的数据结构。

isa 关联对象的流程

关联对象查找

当我们调用 alloc 方法时，会先在关联对象表（class_ro_t 中的 ivars 列表）中查找是否有 isa 关联对象。如果找到，则使用该关联对象的地址作为 isa 指针。

关联对象创建

如果关联对象表中没有找到 isa 关联对象，则会创建一个新的关联对象。创建流程如下：

1. 分配内存空间
2. 初始化 isa 关联对象，包括 isa 指针（指向类对象）和引用计数（初始值为 1）

关联对象插入

创建好 isa 关联对象后，将其插入关联对象表中。插入位置为 ivars 列表的第一个元素。

isa 指针设置

最后，将创建好的 isa 关联对象的地址赋值给 isa 指针。

isa_t（NONPOINTER_ISA）数据结构

当我们使用非指针类型的 isa 时，会使用 isa_t（NONPOINTER_ISA）数据结构。isa_t 结构体定义如下：

typedef struct isa_t {
    struct isa_t       *cls_isa;    /* isa of its class object */
    uint32_t       bits;         /* bits for this class */
    uint32_t       vtable_index;  /* vtable index */
} isa_t;

其中：

• cls_isa： 指向其类对象的 isa 指针
• bits： 存储该类的元数据信息
• vtable_index： 指向虚方法表的索引

cls_isa 字段指向其类对象的 isa 指针，通过它可以获得该类的元数据信息。bits 字段存储该类的元数据信息，包括：

• NSObjectFlags： 对象标志位，例如是否被释放等
• hasWeakReferences： 是否包含弱引用
• specialClassKind： 特殊类种类，例如元类
• userInfo： 用户自定义数据

vtable_index 字段指向虚方法表的索引，虚方法表存储着该类的所有虚方法实现。

总结

本文深入分析了 iOS 底层 alloc 过程中 isa 关联对象的流程和 isa_t（NONPOINTER_ISA）数据结构。通过对这些底层细节的理解，我们可以更深入地了解对象的创建过程。

补充内容

除了本文提到的内容外，alloc 还有其他一些技术细节值得关注：

• 非指针 isa 的优化： 对于非指针 isa，系统会使用一种特殊的优化技术，称为 “Compact ISA”，它可以显著提高内存访问效率。
• 延迟 isa 关联： 在某些情况下，系统会延迟创建 isa 关联对象，直到首次调用该对象的某个方法时才创建。这是一种性能优化技术，可以减少不必要的内存分配。
• zone 分配： alloc 方法可以指定一个 zone 参数，它用于指定内存分配的区域。这可以帮助管理内存，并优化应用程序性能。

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