NSObject对象占用多少个字节

2021-12-15 14:34:00 浏览数 (1)

一个NSObject对象占用多少个字节?

  • 在Objective-C中,我们可以通过一些方法来获取一个NSObject对象占用多少字节
  • 代码获取NSObject实例对象的成员变量字节大小
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* 获取一个NSObject实例对象的成员变量所占用的字节大小,可以用`runtime`的api, `class_getInstanceSize`来获取,得到`8`
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    /**
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 * Returns the size of instances of a class.
 * 
 * @param cls A class object.
 * 
 * @return The size in bytes of instances of the class e cls, or c 0 if e cls is c Nil.
 */
OBJC_EXPORT size_t
class_getInstanceSize(Class _Nullable cls) 
    OBJC_AVAILABLE(10.5, 2.0, 9.0, 1.0, 2.0);
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* 也可以通过`malloc`库里的api,`malloc_size`来获取,得到`16`
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    extern size_t malloc_size(const void *ptr);
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/* Returns size of given ptr */
  • 下面是实战代码
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#import <Foundation/Foundation.h>
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#import <objc/runtime.h>
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#import <malloc/malloc.h>
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// NSObject Implementation
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struct NSObject_IMPL {
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    Class isa; // 8个字节
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};
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// 指针
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// typedef struct objc_class *Class;
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int main(int argc, const char * argv[]) {
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    @autoreleasepool {
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        NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
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        // 16个字节
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        // 获得NSObject实例对象的成员变量所占用的大小 >> 8
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        NSLog(@"%zd", class_getInstanceSize([NSObject class]));
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        // 获得obj指针所指向内存的大小 >> 16
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        NSLog(@"%zd", malloc_size((__bridge const void *)obj));
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        // 什么平台的代码
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        // 不同平台支持的代码肯定是不一样
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        // Windows、mac、iOS
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        // 模拟器(i386)、32bit(armv7)、64bit（arm64）
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        // 可以通过 命令行工具,生成C  文件
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        // xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main-arm64.cpp
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        // 然后把编译成功的cpp文件,拖入到工程中,注意 Copy items if needed 不勾选
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        // 然后Build Phases中删除main-arm64.cpp编译选项(选中文件点减号或按delete键)
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        // 这样文件不参与编译就不会报错了
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    }
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    return 0;
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}
  • 通过生成的编译代码,我们知道了NSObject对象本质上是C 的结构体,结构大概长这样
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// NSObject Implementation
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struct NSObject_IMPL {
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    Class isa; // 8个字节
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};

通过objc源码实现一探究竟

  • 现在苹果的一些底层库的核心实现源码已经开放,我们可以去官网下载
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* 地址`https://opensource.apple.com/tarballs/objc4/`
* 选择版本号最新的下载查看查看源码发现,一旦发现
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inline size_t instanceSize(size_t extraBytes) const {
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        if (fastpath(cache.hasFastInstanceSize(extraBytes))) {
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            return cache.fastInstanceSize(extraBytes);
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        }
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        size_t size = alignedInstanceSize()   extraBytes;
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        // CF requires all objects be at least 16 bytes.
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        if (size < 16) size = 16;
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        return size;
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    }
  • CoreFoundation框架里的硬性规定,内存对齐,小于16就会设置为16

用Xcode打断点看内存结构

  • 打上断点

image.png

  • 在Xcode菜单栏选中Debug -> Debug Workflow -> View Memory

image.png

  • 看到的内存结构如下图所示

image.png

  • 也可以用常用的LLDB指令查看

image.png

  • 看到的打印如下图所示

image.png

总结

  • 一个NSObject对象占用多少字节

回答

  1. 系统分配了16个字节给NSObject对象(通过malloc_size函数获得)
  2. 但是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函数来获取),其实就是isa

扩展到有继承结构的对象

  • Student继承自NSObject
  • 代码结构如下
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struct Student_IMPL {
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    Class isa;
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    int _no;
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    int _age;
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};
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@interface Student : NSObject
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{
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    @public
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    int _no;
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    int _age;
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}
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@end
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@implementation Student
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@end
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int main(int argc, const char * argv[]) {
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    @autoreleasepool {
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        Student *stu = [[Student alloc] init];
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        stu->_no = 4;
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        stu->_age = 5;
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        // 16
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        NSLog(@"%zd", class_getInstanceSize([Student class]));
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        // 16
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        NSLog(@"%zd", malloc_size((__bridge const void *)stu));
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        struct Student_IMPL *stuImpl = (__bridge struct Student_IMPL *)stu;
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        // no is 4, age is 5
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        NSLog(@"no is %d, age is %d", stuImpl->_no, stuImpl->_age);
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    }
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    return 0;
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}
  • 大概的内存结构图

image.png

扩展到有多重继承的结构

  • 如下图继承结构
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@interface Person: NSObject
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{
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    int _age;
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}
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@end
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@implementation Person
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@end
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@interface Student : Person
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{
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    int _no;
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}
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@end
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@implementation Student
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@end
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int main(int argc, const char * argv[]) {
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    @autoreleasepool {
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        Person *person = [[Person alloc] init];
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        // 16
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        NSLog(@"person --- %zd", class_getInstanceSize([Student class]));
代码语言：txt复制
        // 16
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        NSLog(@"person --- %zd", malloc_size((__bridge const void *)person));
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        Student *stu = [[Student alloc] init];
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        // 16
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        NSLog(@"stu --- %zd", class_getInstanceSize([Student class]));
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        // 16
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        NSLog(@"stu --- %zd", malloc_size((__bridge const void *)stu));
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    }
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    return 0;
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}
  • 结构如下

image.png

  • 一个Person对象,一个Student对象占用多少内存空间?
  • 答案是,都是16
  • 大概的内存结构图

image.png

  • 有内存对齐的原因,结构体的大小必须是最大成员大小(16)的倍数

Objective-C不同数据类型占用字节大小

  • 可以通过sizeof来获取不同数据类型占用字节大小
  • sizeof其实不是一个函数,仅仅只是一个操作运算符罢了,编译时就确定了的

类型

32位机器

64位机器

BOOL

1

1

bool

1

1

int

4

4

short

2

2

long

4

8

long long

8

8

NSInteger

4

8

float

4

4

double

8

8

CGFloat

4

8

char

1

1

指针地址

4

8

面向对象编程 xcode objective-c 打包

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