OC对象 - NSObject对象占用多少内存

1 前言

我们知道NSOjcect底层实现中，struct NSObject_IMPL结构体里面仅有Class isa一个成员，那么，NSObject对象是否就是占用8个字节呢？
先说结果：一个NSObject对象占用的是16字节，但实际利用的只有 8 个字节

我们来验证一下

本节我们主要会用到一下这两个函数 class_getInstanceSize、malloc_size

objectivec 复制代码

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
        
        // 获得NSObject类的实例对象所占用的大小
        NSLog(@"%zd", class_getInstanceSize([NSObject class]));
        
        // 获得obj指针指向内存的大小
        NSLog(@"%zd", malloc_size((__bridge const void *)(obj)));
    }
    return 0;
}

我们分别用这两个函数，打印内存大小 class_getInstanceSize打印的是 8 字节，malloc_size 打印的是 16 字节

2 现象分析

首先，class_getInstanceSize打印的是对象所占用的大小，malloc_size打印的是指针所指向那块内存的大小
所以，一个NSObject对象占用的是16字节，但实际利用的只有 8 个字节

3 源码分析

我们可以在https://github.com/apple-oss-distributions/objc4/tags下载到源码

源码中我们可以找到如下
最终分配内存的时候，如果 size<16，会直接分配16

4 实时查看内存数据

通过实时查看内存，再来验证一下

4.1 查看方式

先打断点
Debug -> Debug Workflow -> View Memory
赋值想要查看的内存地址，粘贴到 Address 文本框，回车

4.2 使用LLDB查看

4.3 常用LLDB命令

5 更复杂的继承结构

如果是存在继承关系的类，会是怎样的呢

主要有2条内存对其原则

内存分页对其，即16字节为一个页，因此内存分配的最小单位是16字节

结构体的内存分配大小为最大成员类型所占内存的倍数

5.1 Student类

我们创建一个Studen类，继承与NSObject，然后增加自定义成员变量

objectivec 复制代码

@interface Studen : NSObject {
    @public
    int _no;
    int _age;
}
@end

@implementation Studen

@end

这时候底层实现是这样的
然后一样的打印

objectivec 复制代码

Studen *studen = [[Studen alloc] init];
        
        // 获得Studen类的实例对象所占用的大小
        NSLog(@"Studen实力对象：%zd", class_getInstanceSize([Studen class]));
        
        // 获得studen指针指向内存的大小
        NSLog(@"studen指向内存：%zd", malloc_size((__bridge const void *)(studen)));

都为 16 了。
我们在 NSObject 基础上，又声明了一个int类型的_no，一个int 类型的_age，int类型占用 4 个字节，2 个 int 就是 8 字节，加上 isa 的 8 字节，刚好就是 16 字节

5.2 此时的内存布局

5.3 再加上Person类

这时候底层实现是这样的
此时NSObject、Person、Studen三者的关系是

5.4 内存分配

我们再给Studen类加个int的属性，内存分配会是怎样的呢

less 复制代码

@interface Person : NSObject {
    @public
    int _age;
}

@end
@implementation Person

@end

@interface Studen : Person {
    @public
    int _no;
    int _class;
}
@end

@implementation Studen

@end

上面提到2条内存对其原则，如果不清楚第二条规则存在的情况下
- 8 + 4 + 4 + 4 = 20，得到的答案是，实例对象：20，实际分配内存 32。这和实际打印结果就不一样了
实际上，因为结构体的内存分配大小为最大成员类型所占内存的倍数，所以实力对象所占内存应该是isa=8的倍数，所以对其后应该是24字节

5.5 查看内存信息

子类的内存分布，会将父类的成员优先放在前面，然后按顺序排布
中间如果有空余的未使用的，会优先使用。（比如Peerson类实际使用了12字节，但是Studen的第一个成员_no是从第13个字节开始的，而不会从第17个字节开始）

@oubijiexi