Objective-C基础（三）

1. objc_class结构体

我们在OC中所写的每一个类，其底层其实都是利用struct结构体来实现的。其中objc_class就是用来保存类和元类对象的结构体。

学习这个结构体对于理解我们上篇文章中提到的OC对象以及之后要讲的Runtime等内容都有很大帮助。

结构体的定义如下（注：为了方便理解和记忆，只保留结构体中重要字段，其余字段省略）：

struct objc_class {
    Class isa; // isa指针
    Class superclass; // superclass指针
    cache_t cache; // 方法缓存
    class_data_bits_t bits; // 指向具体的类信息的指针
}

其中，isa和superclass指针见上篇文章； cache是一个方法缓存，可以理解为一张哈希表，存储着这个类最近被调用的方法； bits是一个指针，指向一个class_rw_t结构体，其中包含具体的类信息。 class_rw_t结构体的定义如下：

struct class_rw_t {
    const class_ro_t *ro; // 指向只读信息
    
    struct method_list_t **methods; // 方法列表
    struct chained_property_list *properties; // 属性列表
    struct protocol_list_t ** protocols; // 协议列表
}

首先，class_rw_t中的rw意为readwrite，即这个结构体是可读写的，这也表明类的方法列表，属性列表，协议列表，是可读写的，这在之后的Runtime中会有相应的体现，大家可以先记住。其次，class_ro_t中的ro意为readonly，即这个结构体指针指向的结构体是只读的（被const修饰），class_ro_t的定义如下：

struct class_ro_t {
    uint32_t instanceSize; // instance对象占用的内存
    const char * name; // 类名
    const ivar_list_t * ivars; // 成员变量列表
}

首先，上一篇文章中我们讲到，instance对象中，仅保存成员变量的值，因此，如果成员变量列表ivars是不变的，那么instance对象占用的内存instanceSize自然是不变的，因此他们是只读的。其次，一个类的类名始终不变。

注意：objc_class用来保存类和元类对象，也就是说class对象和meta-class对象的内存结构是一样的。我们在上篇文章中提到过，class对象存储着属性信息、方法信息、协议信息和成员变量信息；而meta-class对象只存储类方法信息，因此meta-class的属性信息、协议信息、成员变量信息这些字段虽然存在，但是值为空。

关于源代码，请参考Apple官方：https://opensource.apple.com/source/objc4/objc4-437/runtime/objc-runtime-new.h.auto.html

2. getInstanceSize / malloc_size / sizeof

getInstanceSize计算的是一个OC对象至少需要的内存，存在结构体内存对齐，即结构体大小必须是最大成员大小的倍数。
malloc_size计算的是一个OC对象实际占用的内存，存在系统内存对齐，即对象占用内存大小必须是系统规定的单位的倍数（栈内存8字节、堆内存16字节）。

举个例子，假设一个类不存在任何成员变量，那么在创建这个类的一个instance对象，instance对象中就只存储着一个指向类对象的isa指针，在64位操作系统下，这个指针占8字节。那么，如果对这个对象调用getInstanceSize方法，返回的结果就是8字节，即这个对象至少需要的内存。如果对这个对象调用malloc_size方法，由于对象存储在堆上，因此需要做系统内存对齐（扩展为16的倍数），返回的结果为16字节，即这个对象实际占用的内存。也就是说，在创建对象的时候，如果对象需要的空间小雨16字节，系统就会硬性分配16字节的空间给对象。

关于结构体内存对齐和系统内存对齐，面试官基本不咋考，感兴趣的同学可以上网搜索资料自行学习。

最后，关于sizeof，它与上面提到的两个函数之间的区别在于：