深入探究iOS底层：类的cache_t结构
2023-09-13 22:43:08
iOS底层-类的cache_t探究
在先前文章中，我们深入探讨了类的isa走位以及bits相关信息，还了解了类的属性和实例变量。今天，我们将继续探索类的结构，聚焦于cache，即缓存。cache对于类的运行效率至关重要，通过深入了解cache，我们将对iOS底层实现有更进一步的认识。
类的cache结构
类的cache结构是一个重要的数据结构，它包含了类在运行时需要的一些信息，这些信息可以帮助类更快速地查找和访问方法、属性和实例变量。cache结构位于类的isa指针之后，其大小为16个字节。cache结构的具体布局如下：
struct cache_t {
uintptr_t flags;
uintptr_t mask;
uintptr_t vtable;
uintptr_t cache_size;
IMP *imp;
};
cache结构成员详解
flags：flags字段包含了类的各种标志信息，这些标志信息可以帮助类在运行时做出各种判断。mask：mask字段是一个掩码，它用于确定哪些标志信息是有效的。vtable：vtable字段是一个虚函数表，它包含了指向类的方法实现的指针。cache_size：cache_size字段指示了cache结构的大小。imp：imp字段是一个指针数组，它指向类的实例方法的实现。
cache结构的作用
cache结构的主要作用是加速类的查找和访问。当一个方法被调用时，系统首先会检查cache结构中的vtable字段，如果在vtable字段中找到了该方法的实现，那么系统就会直接调用该方法。如果在vtable字段中没有找到该方法的实现，那么系统就会继续搜索类的父类的cache结构，直到找到该方法的实现为止。这种机制可以大大提高方法调用的效率。
cache结构的意义
cache结构是iOS底层的一个重要数据结构，它对于类的运行效率至关重要。通过深入了解cache结构，我们可以更好地理解iOS底层是如何实现类的查找和访问的。这对于我们编写更高效的代码和理解iOS底层的运行机制具有重要意义。
示例代码
为了更好地理解cache结构，我们来看一个示例代码：
class MyClass {
public:
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
};
int main() {
MyClass *object = new MyClass();
int result = object->add(1, 2);
std::cout << result << std::endl;
return 0;
}
在这个示例代码中，我们定义了一个名为MyClass的类，并在该类中定义了一个名为add的方法。在main函数中，我们创建了一个MyClass类的实例，并调用了add方法。当add方法被调用时，系统首先会检查MyClass类的cache结构中的vtable字段，如果在vtable字段中找到了add方法的实现，那么系统就会直接调用该方法。如果在vtable字段中没有找到add方法的实现，那么系统就会继续搜索MyClass类的父类的cache结构，直到找到add方法的实现为止。
图形辅助理解
为了更好地理解cache结构在类中的位置和作用，我们可以借助图形来辅助理解。如下图所示：
[图片：类的结构示意图]
在图中，我们可以看到类的结构由isa指针、cache结构、属性和实例变量组成。cache结构位于类的isa指针之后，其大小为16个字节。cache结构包含了类的各种标志信息、虚函数表和指向类的方法实现的指针。当一个方法被调用时，系统首先会检查cache结构中的vtable字段，如果在vtable字段中找到了该方法的实现，那么系统就会直接调用该方法。如果在vtable字段中没有找到该方法的实现，那么系统就会继续搜索类的父类的cache结构，直到找到该方法的实现为止。
总结
cache结构是iOS底层的一个重要数据结构，它对于类的运行效率至关重要。通过深入了解cache结构，我们可以更好地理解iOS底层是如何实现类的查找和访问的。这对于我们编写更高效的代码和理解iOS底层的运行机制具有重要意义。
