iOS 12 中 cache_t 结构的深入剖析：透过源码探索其神秘面纱

2023-10-27 13:58:20

深入探秘 iOS 12 中的 Cache_t 结构

引言

对于 iOS 开发者来说，深入理解系统的内部运作至关重要。缓存（cache）是 iOS 系统中一个不可或缺的部分，而 cache_t 结构正是这一机制的核心。本文将带你踏上揭开 cache_t 结构的神秘面纱之旅，从源码分析到 lldb 调试，逐步揭示它的内部奥秘。

Cache_t 结构：构成与职责

cache_t 结构定义于 Objective-C 运行时的头文件中。它包含以下成员：

buckets： 用于存储缓存对象的桶数组。
unused_buckets： 存储未使用的桶的桶数组。
count： 已使用的桶数。
unused_count： 未使用的桶数。
item_size： 每个缓存对象的字节大小。
max_items： 允许的最大缓存对象数。

内存管理机制

cache_t 结构的内存管理机制采用基于桶的管理方式。每个桶存储着特定大小的一组缓存对象。当需要缓存一个对象时，系统会从未使用的桶数组中获取一个空桶并将其添加到已使用的桶数组中。当不再需要该对象时，它将被移回未使用的桶数组中。

写入流程

向 cache_t 结构中写入数据的流程如下：

根据对象的字节大小确定要使用的桶。
从未使用的桶数组中获取一个空桶。
将对象复制到空桶中。
将空桶添加到已使用的桶数组中。
更新已使用的桶数。

代码示例

- (void)writeData:(NSData *)data {
  // 获取空桶
  cache_bucket_t *bucket = cache_bucket_get_unused(cache);

  // 将数据复制到空桶中
  memcpy(bucket->data, data.bytes, data.length);

  // 将空桶添加到已使用的桶数组中
  cache_bucket_add_used(cache, bucket);
}

源码分析

通过源码审查，我们可以更深入地理解 cache_t 结构。在 objc-runtime-new.h 文件中，我们可以找到 cache_t 的定义和相关函数。例如，cache_insert 函数用于向缓存中插入一个对象，而 cache_get 函数用于从缓存中获取一个对象。

lldb 调试

lldb 调试器是一个强大的工具，可以帮助我们获取 cache_t 结构及其成员的实际内容。使用以下命令可以打印 cache_t 结构的内容：

(lldb) p (cache_t)0x0000000100001000

通过调试，我们可以验证 cache_t 的成员是如何存储和更新的，从而进一步理解其运作方式。

脱离源码探索

除了源码分析和调试之外，我们还可以脱离源码来探索 cache_t 结构。通过创建自定义类并实现 NSCacheDelegate 协议，我们可以自定义缓存的写入和获取行为。这种方法可以帮助我们深入了解 cache_t 结构在实际场景中的应用。

总结

深入分析 iOS 12 中的 cache_t 结构让我们揭开了缓存管理机制的神秘面纱。通过理解其成员组成、内存管理机制和写入流程，我们获得了优化 iOS 内存管理和缓存性能的宝贵知识。无论是源码审查、lldb 调试还是脱离源码探索，这些方法都为深入了解 Objective-C 运行时的内部运作提供了强大的工具。

常见问题解答