[WIP] iOS课程作业

OC 对象

第四次作业：isa走位图

isa走位和继承关系图

图的表述：

1. 实例对象没有继承关系
2. 子类继承自父类，父类继承自NSObject类，NSObject类继承自nil
3. 元类也存在继承关系，子元类继承自父元类，父类继承自NSObject元类，NSObject元类继承自NSObject类
4. 实例的isa指向自己的类，类的isa指向其元类，元类的isa指向根源类（NSObject元类），根元类指向自己

第三次作业：isa结构分析

isa各位存储的信息

1. nonpointer（存储在第0字节） : 是否为优化isa标志。0代表是优化前的isa，一个纯指向类或元类的指针；1表示优化后的isa，不止是一个指针，isa中包含类信息、对象的引用计数等。现在基本上都是优化后的isa。
2. has_assoc （存储在第1个字节）: 关联对象标志位。对象含有或者曾经含有关联引用，0表示没有，1表示有，没有关联引用的可以更快地释放内存（dealloc的底层代码有体现）。
3. has_cxx_dtor（存储在第2个字节）: 析构函数标志位，如果有析构函数，则需进行析构逻辑，如果没有，则可以更快速地释放对象（dealloc的底层代码有体现）。
4. shiftcls ：（存储在第3-35字节）存储类的指针，其实就是优化之前 isa 指向的内容。在arm64架构中有33位用来存储类指针。x86_64架构有44位。
5. magic（存储在第36-41字节）：判断对象是否初始化完成， 是调试器判断当前对象是真的对象还是没有初始化的空间。
6. weakly_referenced（存储在第42字节）：对象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（dealloc的底层代码有体现）。
7. deallocating（存储在第43字节）：标志对象是否正在释放内存。
8. has_sidetable_rc（存储在第44字节）：判断该对象的引用计数是否过大，如果过大则需要其他散列表来进行存储。
9. extra_rc（存储在第45-63字节。）：存放该对象的引用计数值减1后的结果。对象的引用计数超过 1，会存在这个里面，如果引用计数为 10，extra_rc 的值就为 9。

后面懒得写了，留个地址准备抄：https://juejin.im/post/6871081316931092487/

第二次作业：结构体嵌套时的内存情况

内存对齐

为什么要内存对齐：
后面懒得写了，留个地址准备抄：https://www.jianshu.com/p/909b3f9bdb7d
后面懒得写了，留个地址准备抄：https://www.jianshu.com/p/909b3f9bdb7d

结构体的内存对齐

这篇博客通过实验的方法寻找规律，通过多测测试得出结构体嵌套时，找最大树形应该是将结构体拆散再找。
后面懒得写了，留个地址准备抄：https://juejin.im/post/6870159068120973326

第一次作业：alloc流程

alloc 原理

下面代码运行中声明的三个指针 p1 p2 p3 指向的是同一个对象，说明init不会对内存空间做任何修改。内存空间的创建来源于alloc，所以这三个指针指向的同一个内存空间。

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    LGPerson *p1 = [LGPerson alloc];
    LGPerson *p2 = [p1 init];
    LGPerson *p3 = [p1 init];
    LGNSLog(@"%@ - %p - %p",p1,p1,&p1);
    LGNSLog(@"%@ - %p - %p",p2,p2,&p2);
    LGNSLog(@"%@ - %p - %p",p3,p3,&p3);
}

<LGPerson: 0x6000039d0490> - 0x6000039d0490 - 0x7ffee9bb40d8
<LGPerson: 0x6000039d0490> - 0x6000039d0490 - 0x7ffee9bb40d0
<LGPerson: 0x6000039d0490> - 0x6000039d0490 - 0x7ffee9bb40c8

内存中的示意图

alloc 是怎么开辟内存空间的

基于 objc4-781搭建调试环境

alloc 流程图

/**
 * LGProson 在 alloc 时，先调用父类 NSObject 的 alloc 方法
 * [NSObject alloc]
 */
+ (id)alloc {
    return _objc_rootAlloc(self);
}

/**
 * 调用 _objc_rootAlloc
 */
id
_objc_rootAlloc(Class cls)
{
    return callAlloc(cls, false/*checkNil*/, true/*allocWithZone*/);
}

/**
 * 调用 callAlloc
 */
static ALWAYS_INLINE id
callAlloc(Class cls, bool checkNil, bool allocWithZone=false)
{
#if __OBJC2__
    if (slowpath(checkNil && !cls)) return nil;
    if (fastpath(!cls->ISA()->hasCustomAWZ())) {
        return _objc_rootAllocWithZone(cls, nil);
    }
#endif
    if (allocWithZone) {
        return ((id(*)(id, SEL, struct _NSZone *))objc_msgSend)(cls, @selector(allocWithZone:), nil);
    }
    return ((id(*)(id, SEL))objc_msgSend)(cls, @selector(alloc));
}

/**
 * 调用 _objc_rootAllocWithZone
 */
NEVER_INLINE
id
_objc_rootAllocWithZone(Class cls, malloc_zone_t *zone __unused)
{
    return _class_createInstanceFromZone(cls, 0, nil, OBJECT_CONSTRUCT_CALL_BADALLOC);
}

/**
 * 调用 _class_createInstanceFromZone
 */
static ALWAYS_INLINE id
_class_createInstanceFromZone(Class cls, size_t extraBytes, void *zone, int construct_flags = OBJECT_CONSTRUCT_NONE, bool cxxConstruct = true, size_t *outAllocatedSize = nil)
{
    /**
     * 计算 cls 的空间大小，并进行16位对齐
     */
    ASSERT(cls->isRealized());
    bool hasCxxCtor = cxxConstruct && cls->hasCxxCtor();
    bool hasCxxDtor = cls->hasCxxDtor();
    bool fast = cls->canAllocNonpointer();
    size_t size;
    size = cls->instanceSize(extraBytes);
    if (outAllocatedSize) *outAllocatedSize = size;

    id obj;
    if (zone) {
        obj = (id)malloc_zone_calloc((malloc_zone_t *)zone, 1, size);
    } else {
        /**
         * 分配内存空间
         */
        obj = (id)calloc(1, size);
    }
    if (slowpath(!obj)) {
        if (construct_flags & OBJECT_CONSTRUCT_CALL_BADALLOC) {
            return _objc_callBadAllocHandler(cls);
        }
        return nil;
    }

    if (!zone && fast) {
        /**
         * 设置 isa
         */
        obj->initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor);
    } else {
        obj->initIsa(cls);
    }

    if (fastpath(!hasCxxCtor)) {
        return obj;
    }
    construct_flags |= OBJECT_CONSTRUCT_FREE_ONFAILURE;
    return object_cxxConstructFromClass(obj, cls, construct_flags);
}