苹果缓存窥秘之isa中的cache

在之前的文章《iOS 底层原理探索 之 isa - 类的底层原理结构（上）》中，我们分析了 isa 的作用以及类的继承关系。今天，我们将继续探索类的底层原理结构，重点关注 isa 中的缓存机制。

isa 中的缓存机制

在 Objective-C 中，每个类都会有一个与之对应的 isa 指针。isa 指针指向该类的元类，元类中包含了该类的一些重要信息，例如类的名称、父类的 isa 指针、类的实例变量列表、类的实例方法列表等。

当我们创建一个类的实例时，系统会为该实例分配一块内存空间，并把该实例的 isa 指针指向该类的元类。这样，当我们访问该实例的属性或方法时，系统就可以通过 isa 指针找到该类的元类，从而获取到该属性或方法的具体实现。

为了提高性能，Objective-C 在 isa 指针中加入了缓存机制。缓存机制可以使系统在访问某个类的实例属性或方法时，直接从 isa 指针中的缓存中获取该属性或方法的具体实现，而无需再通过 isa 指针找到该类的元类。

isa 缓存的实现方式

isa 缓存的实现方式很简单，就是在 isa 指针中存储一个指向该类元类的指针，以及该类的一些常用属性和方法的指针。当系统需要访问该类的实例属性或方法时，它会首先检查 isa 缓存中是否有该属性或方法的指针。如果有，则直接从 isa 缓存中获取该属性或方法的具体实现；如果没有，则通过 isa 指针找到该类的元类，再从元类中获取该属性或方法的具体实现。

isa 缓存的好处

isa 缓存可以带来以下好处：

• 提高性能：isa 缓存可以使系统在访问某个类的实例属性或方法时，直接从 isa 指针中的缓存中获取该属性或方法的具体实现，而无需再通过 isa 指针找到该类的元类。这可以减少系统在访问该类的实例属性或方法时所花费的时间，从而提高性能。
• 减少内存占用：isa 缓存可以减少系统在访问某个类的实例属性或方法时所占用的内存空间。这是因为，当系统通过 isa 指针找到该类的元类时，它需要在内存中加载该类的元类。而当系统通过 isa 缓存获取该类的实例属性或方法的具体实现时，它不需要加载该类的元类，只需要加载该属性或方法的具体实现即可。这可以减少系统在访问该类的实例属性或方法时所占用的内存空间。

如何利用 isa 缓存优化应用程序性能

我们可以通过以下方法利用 isa 缓存优化应用程序性能：

• 尽量使用类的实例变量和实例方法：类的实例变量和实例方法是存储在 isa 缓存中的，因此访问这些变量和方法的速度会比访问类的类变量和类方法的速度快。因此，在编写代码时，我们应该尽量使用类的实例变量和实例方法，以提高应用程序的性能。
• 避免使用类的类变量和类方法：类的类变量和类方法是存储在类的元类中的，因此访问这些变量和方法的速度会比访问类的实例变量和实例方法的速度慢。因此，在编写代码时，我们应该尽量避免使用类的类变量和类方法，以提高应用程序的性能。
• 使用 isa 指针直接访问类的实例属性和实例方法：在某些情况下，我们可以使用 isa 指针直接访问类的实例属性和实例方法。这种方式可以绕过 isa 缓存，直接从类的元类中获取该属性或方法的具体实现。这可以进一步提高应用程序的性能。