iOS - 底层实现中涉及的类型

1. 基本类型定义

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// 基础类型
typedef unsigned long       uintptr_t;   // 指针大小的无符号整数
typedef long               ptrdiff_t;    // 指针差值类型
typedef unsigned int       uint32_t;     // 32位无符号整数
typedef unsigned long long uint64_t;     // 64位无符号整数

// 掩码类型
typedef uintptr_t          mask_t;      // 用于位掩码操作

2. 对象相关类型

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// 对象类型
typedef struct objc_object *id;          // 对象指针
typedef struct objc_class  *Class;       // 类指针
typedef struct method_t    *Method;      // 方法指针

// isa 相关
union isa_t {
    uintptr_t bits;                      // 完整的指针值
    struct {
        uintptr_t nonpointer     : 1;    // 是否优化的 isa
        uintptr_t has_assoc      : 1;    // 是否有关联对象
        uintptr_t has_cxx_dtor   : 1;    // 是否有 C++ 析构函数
        uintptr_t shiftcls       : 33;   // 类指针
        // ...其他位域
    };
};

3. 弱引用相关类型

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// 弱引用表结构
struct weak_table_t {
    weak_entry_t *weak_entries;          // 哈希数组
    size_t num_entries;                  // 实际条目数
    uintptr_t mask;                      // 容量掩码
};

// 弱引用条目
struct weak_entry_t {
    DisguisedPtr<objc_object> referent;  // 被引用对象
    union {
        struct {
            weak_referrer_t *referrers;   // 动态数组
            uintptr_t out_of_line : 1;    // 是否使用动态数组
            uintptr_t num_refs : PTR_MINUS_1;  // 引用计数
        };
        struct {
            weak_referrer_t inline_referrers[WEAK_INLINE_COUNT]; // 内联数组
        };
    };
};

4. 锁相关类型

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// 自旋锁
typedef struct {
    volatile int32_t value;
} OSSpinLock;

// 互斥锁
typedef struct {
    pthread_mutex_t mutex;
} mutex_t;

// 读写锁
typedef struct {
    pthread_rwlock_t lock;
} rwlock_t;

5. 缓存相关类型

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// 方法缓存
struct cache_t {
    struct bucket_t *_buckets;           // 哈希数组
    mask_t _mask;                        // 容量掩码
    mask_t _occupied;                    // 已使用数量
};

// 缓存桶
struct bucket_t {
    SEL _key;                           // 方法选择器
    IMP _imp;                           // 方法实现
};

6. 内存管理类型

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// 引用计数类型
typedef struct {
    size_t refcount;                    // 引用计数值
    bool weakly_referenced;             // 是否有弱引用
} refcount_t;

// 自动释放池页
struct AutoreleasePoolPage {
    static pthread_key_t key;           // TLS key
    id *next;                          // 下一个空位置
    pthread_t thread;                  // 所属线程
    AutoreleasePoolPage *child;        // 子页面
};

7. 函数指针类型

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// 方法实现类型
typedef id (*IMP)(id, SEL, ...);        // 方法实现指针

// 清理函数类型
typedef void (*cleanup_func_t)(void *);  // 清理函数指针

// 析构函数类型
typedef void (*dtor_func_t)(id);         // 析构函数指针

8. 枚举类型

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// 关联对象策略
typedef OBJC_ENUM(uintptr_t, objc_AssociationPolicy) {
    OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN = 0,          // 弱引用
    OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC = 1,// 强引用非原子
    OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC = 3,  // 复制非原子
    OBJC_ASSOCIATION_RETAIN = 01401,      // 强引用
    OBJC_ASSOCIATION_COPY = 01403         // 复制
};

总结要点：

类型分类：

基础数值类型

对象相关类型

内存管理类型

同步机制类型

类型特点：

位域优化

内存对齐

平台兼容

性能考虑

使用注意：

类型安全

内存布局

平台差异

性能影响