用底层对象探究 Objective-C 的本质（上）

IOS

2023-12-27 20:30:27

导言

踏上 iOS 开发之旅的探索者们，欢迎来到对 Objective-C 底层对象本质的深入探究之旅！让我们揭开对象的秘密面纱，深入了解它们在内存中的结构和交互方式。

对象：背后的故事

在 Objective-C 的世界里，对象是软件实体，它们承载着数据和行为，赋予我们构建复杂应用程序的能力。要深入理解对象，我们需要从它们的创建过程开始。

对象创建：alloc 和 init

当我们使用 alloc 方法创建对象时，我们实际上是在向系统请求一块指定类大小的内存。系统分配的这块内存称为对象的 实例变量 ，它将容纳对象的状态和数据。

随后，我们调用 init 方法，它是对象生命的起点。init 方法负责初始化实例变量，使其为实际使用做好准备。

对象的内存布局

在内存中，每个对象都由以下部分组成：

isa 指针： 指向对象所属类的元类。
实例变量： 存储对象状态和数据。
Class 实例方法： 指向该类的方法实现的指针。
Protocol 实例方法： 指向协议方法实现的指针。

内存管理：ARC 的魔术

在 Objective-C 中，自动引用计数 (ARC) 负责跟踪对象的引用次数并自动释放不再需要的对象。ARC 通过以下方式实现：

引用计数器： 每个对象都有一个引用计数器，它跟踪指向该对象的引用数。
内存分配： 当一个对象被分配时，它的引用计数器被设置为 1。
引用递增： 每当一个对象被引用时，它的引用计数器就会递增。
引用递减： 每当对象的引用被释放时，它的引用计数器就会递减。
释放： 当一个对象的引用计数器变为 0 时，它就会被释放。

深入底层：Objective-C 的 Runtime

Objective-C 的 Runtime 是一个强大的库，它允许我们对程序的底层结构进行内省和操作。通过 Runtime，我们可以：

获取对象的信息： 检查对象的类、实例变量和方法。
修改对象的行为： 替换方法实现或添加新的方法。
创建新类： 动态创建类并对其进行自定义。

探索案例：学习探索 alloc

为了巩固我们的理解，让我们通过一个简单的 Objective-C 程序来探索 alloc 方法：

#import <Foundation/Foundation.h>

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // 创建一个 NSString 对象
        NSString *name = [[NSString alloc] init];
        
        // 输出对象的 isa 指针
        NSLog(@"isa 指针: %p", [name class]);
    }
    return 0;
}