runtime - isa 位域

01 — 源码解读

以前学习半路出家，只知道runtime是运行时，具体怎么用？底层原理是什么样子？为什么这样写？等都一无所知，当前趁着深挖底层，学习底层的机会，加深一下对runtime底层的理解，以便应对复杂多变的互联网环境。

# if __arm64__
#   define ISA_MASK        0x0000000ffffffff8ULL
#   define ISA_MAGIC_MASK  0x000003f000000001ULL
#   define ISA_MAGIC_VALUE 0x000001a000000001ULL
#   define ISA_BITFIELD                                                      \
      uintptr_t nonpointer        : 1;                                       \
      uintptr_t has_assoc         : 1;                                       \
      uintptr_t has_cxx_dtor      : 1;                                       \
      uintptr_t shiftcls          : 33; /*MACH_VM_MAX_ADDRESS 0x1000000000*/ \
      uintptr_t magic             : 6;                                       \
      uintptr_t weakly_referenced : 1;                                       \
      uintptr_t deallocating      : 1;                                       \
      uintptr_t has_sidetable_rc  : 1;                                       \
      uintptr_t extra_rc          : 19
#   define RC_ONE   (1ULL<<45)
#   define RC_HALF  (1ULL<<18)
​
# elif __x86_64__
#   define ISA_MASK        0x00007ffffffffff8ULL
#   define ISA_MAGIC_MASK  0x001f800000000001ULL
#   define ISA_MAGIC_VALUE 0x001d800000000001ULL
#   define ISA_BITFIELD                                                        \
      uintptr_t nonpointer        : 1;                                         \
      uintptr_t has_assoc         : 1;                                         \
      uintptr_t has_cxx_dtor      : 1;                                         \
      uintptr_t shiftcls          : 44; /*MACH_VM_MAX_ADDRESS 0x7fffffe00000*/ \
      uintptr_t magic             : 6;                                         \
      uintptr_t weakly_referenced : 1;                                         \
      uintptr_t deallocating      : 1;                                         \
      uintptr_t has_sidetable_rc  : 1;                                         \
      uintptr_t extra_rc          : 8
#   define RC_ONE   (1ULL<<56)
#   define RC_HALF  (1ULL<<7)
​
# else
#   error unknown architecture for packed isa
# endif

苹果官方分别针对真机与模拟器做了不同的架构支持，arm64是跑在真机上的，x86_64则是运行在模拟器上的。由于我们开发出来的软件，基本应用于手机，故我们这里主要讨论arm64架构下的isa。

图来自：小马哥

02 — 关联对象样例分析

包含关联对象代码片段：

先看下上图箭头所指之处，占用一位，含义是是否设置过关联对象。举个例子验证下：
​

取出上图中的isa地址：0x000001a102991533

借助编程器我们可以看到：从0（64位第一位）开始，从右向左第二位既是
has_assoc，我们可以看到数值是1

注释掉关联对象代码片段后：

接下来我们把添加关联对象的代码片段注释，再看一下打印结果：

取出上图中的isa地址：0x000001a100341529

此时我们再看，从右向左第二位的值已经变成0了，表明此时已经没有关联对象。

03 — 弱引用指向过样例分析

这个例子主要是举证：weakly_referenced
给对象添加弱引用：

取出弱引用后的isa指针地址：0x000005a1043bd541
借助编程器可以看到：

此时我们根据图：

对照上图编程器中箭头所指既是此 weakly_referenced 所对应的位置，我们可以看到是 1
把对象弱引用代码片段注释一下：

取出其中isa指向的新的地址：0x000001a100161529
借助编程器我们可以看到如图：

此时我们再看，weakly_referenced 所对应的位置 已经变成 0 了，表明此时已经没有对象已经没有被弱引用了。

关于上面这两个存储位：
has_assoc：
是否有设置过关联对象，如果没有，释放时会更快
weakly_referenced：
是否有被弱引用指向过，如果没有，释放时会更快

那么如何去证明：
如果没有设置过关联对象的话，释放会变快呢？
如果对象没有被弱引用指向过，释放也会变快呢？
关于这些，在runtime的底层源码中也有说明：

/***********************************************************************
* objc_destructInstance
* Destroys an instance without freeing memory. 
* Calls C++ destructors.
* Calls ARC ivar cleanup.
* Removes associative references.
* Returns `obj`. Does nothing if `obj` is nil.
**********************************************************************/
void *objc_destructInstance(id obj) 
{
    if (obj) {
        // Read all of the flags at once for performance.
        //是否包含cpp析构函数
        bool cxx = obj->hasCxxDtor();
        //是否包含关联对象
        bool assoc = obj->hasAssociatedObjects();
​
        // This order is important.
        //如果包含析构函数则进行进行销毁
        if (cxx) object_cxxDestruct(obj);
        //如果包含关联对象则先移除
        if (assoc) _object_remove_assocations(obj);
        obj->clearDeallocating();
    }
​
    return obj;
}
​

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