一个NSObject对象占用多少内存

我们平时所编写的Objective-C代码，底层实现都是C/C++代码，

所以OC的面向对象都是基于C/C++的数据结构实现的

思考:OC对象主要是基于C/C++的什么数据结构实现的呢？？？

想要了解OC对象主要是基于C/C++的什么数据结构实现的，我们首先要做的就是将Objective-C代码转化为C/C++代码，这样我们才能清楚的看清是怎么实现的

然后我们打开终端，在命令行找到cd到文件目录，然后中输入：

1 2	clang -rewrite-objc main.m

命令可以将main.m编译成C++的代码，改成不同的文件名，就会生成不同的c++代码
这是就生成了main.cpp这个c++文件，打开文件代码
查看该main.cpp最底下的main函数，

但是不同平台支持的代码肯定是不一样的，像平台有Windows、mac、iOS，架构有模拟器(i386)、32bit(armv7)、64bit（arm64），我们使用iOS，他的架构现在基本上都是64bit（arm64）

1 2	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

在终端输入命令以后，我们会生成一个main.cpp文件，打开main.cpp文件文件，我们把main.cpp文件拉到最下面，我们会看到这样一段代码

int main(int argc, const char * argv[]) {
/* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; 


	}
	return 0;
}

这一段代码就是我们OC代码中的main函数的实现

int main(int argc, const char * argv[]) {
	@autoreleasepool {

	}
	return 0;
}

这时我们在main函数写入这一段代码，然后我们点击进入，查看代码实现

1	NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];

点击NSObject进入内部，可以看到NSObject底层实现

1
2
3

struct NSObject {
	Class isa;  
};

我们用NSObject_IMPL查找在c++文件中具体的实现

1
2
3

struct NSObject_IMPL {
	Class isa;
};

我们再一次执行命令

1	xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m

生成的C++代码为

int main(int argc, const char * argv[]) {
	/* @autoreleasepool */ { __AtAutoreleasePool __autoreleasepool; 
	NSObject *obj = ((NSObject *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)((NSObject *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("NSObject"), sel_registerName("alloc")), sel_registerName("init"));

	}
	return 0;
}

有两个方法可以打印内存大小

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

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

打印结果

一个OC对象在内存中是怎么样布局的呢

我们在C++文件中找到NSObject的实现
OC代码

1
2
3

struct NSObject {
	Class isa;  
};

c++代码

1
2
3

struct NSObject_IMPL {
	Class isa;
};

我们知道一个指针是8个字节，但是NSObject对象打印16个字节,他们是怎么样布局的呢

我们可以根据内存地址实时查看内存分配情况Debug -> Debug Workfllow -> View Memory （Shift + Command + M）

菜单选项如何查看内存：

输入内存地址：

通过Xcode查看内存数据:

通过LLDB命令查看内存数据:

我们也可以直接使用 LLDB命令来查看内存地址
常用LLDB命令

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（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）

问题1：假设我创建一个Animal类，里面有age,weight两个属性，那么他的内存是多大呢？

1
2
3

Animal *animal = [[Animal alloc] init];
animal.age = 10;
animal.weight = 20;

我们先执行命令，查看一下c++源码

struct Animal_IMPL {
	struct NSObject_IMPL NSObject_IVARS;
	int _age;
	int _weight;
};

我们在知道结果之前大概猜猜内存是多大呢？16，24，32…

猜16字节的猜对了，我们先看看结果

我们用LLDB命令打印一下

(lldb) po animal
<Animal: 0x1005c23c0>

(lldb) memory read 0x1005c23c0
0x1005c23c0: 81 13 00 00 01 80 1d 00 0a 00 00 00 14 00 00 00  ................
0x1005c23d0: a0 24 5c 00 01 00 00 00 e0 26 5c 00 01 00 00 00  .$\......&\.....
(lldb)

为什么会是0a 00 00 00和14 00 00 00呢，而不是00 00 00 0a和00 00 00 14,这个就要考虑大端小端，具体概念自己可以去查。

但是为什么会是16个字节呢，因为int类型占用4个字节，两个int类型8个字节，一个isa8个字节，因为刚刚占满16个字节，对象就没有在开辟新的空间了

如果在多一个feetCount会占用几个字节呢

占用32个字节，大家是不是很惊讶，没有猜到

其实这又要提到一个新的知识点了内存对齐,我们知道OC对象就是C++结构体，而结构体的大小必须是最大成员大小的倍数，当在多了一个feetCount以后，内存不够用了，然后就需要扩展了。

如果是这样呢，占用内存是多少

@interface Animal : NSObject

@property (nonatomic, assign) int age;
@property (nonatomic, assign) int weight;

@end

@implementation Animal

@end

@interface Cat : Animal
@property (nonatomic, assign) int feetCount;
@end

@implementation Cat

@end

Cat继承自Animal

我们生成C++代码

struct Cat_IMPL {
	struct Animal_IMPL Animal_IVARS;
	int _feetCount;
};

struct Animal_IMPL {
	struct NSObject_IMPL NSObject_IVARS;
	int _weight;
	int _age;
};

struct NSObject_IMPL {
	Class isa;
};

整理一下就是这样

struct Cat_IMPL {
	Class isa;
	int _weight;
	int _age;
	int _feetCount;
};

参考demo