iOS源碼閱讀必備知識之Tagged Pointer

Tagged Pointer 介紹

蘋果對于Tagged Pointer特點的介紹：

• Tagged Pointer專門用來存儲小的對象，例如NSNumber和NSDate
• Tagged Pointer指針的值不再是地址了，而是真正的值。所以，實際上它不再是一個對象了，它只是一個披著對象皮的普通變量而已。所以，它的內(nèi)存并不存儲在堆中，也不需要malloc和free。
• 在內(nèi)存讀取上有著3倍的效率，創(chuàng)建時比以前快106倍。

為什么要引入Tagged Pointer

iPhone5s 采用64位處理器。對于64位程序，我們的數(shù)據(jù)類型的長度是跟CPU的長度有關(guān)的。

這樣就導(dǎo)致了 一些對象占用的內(nèi)存會翻倍。

同時 維護程序中的對象需要 分配內(nèi)存，維護引用計數(shù)，管理生命周期，使用對象給程序的運行增加了負擔(dān)。

Tagged Pointer

為了改進上面提到的內(nèi)存占用和效率問題，蘋果提出了Tagged Pointer對象。由于NSNumber、NSDate一類的變量本身的值需要占用的內(nèi)存大小常常不需要8個字節(jié)，拿整數(shù)來說，4個字節(jié)所能表示的有符號整數(shù)就可以達到20多億（注：2^31=2147483648，另外1位作為符號位)，對于絕大多數(shù)情況都是可以處理的。

我們可以將一個對象的指針拆成兩部分，一部分直接保存數(shù)據(jù)，另一部分作為特殊標(biāo)記，表示這是一個特別的指針，不指向任何一個地址。所以，引入了Tagged Pointer對象之后，64位CPU下NSNumber的內(nèi)存圖變成了以下這樣：

Tagged Pointer

測試

#import 

int main(int argc, const char * argv[]) {
 @autoreleasepool {
 // insert code here...
 NSNumber *number1 = @1;
 NSNumber *number2 = @2;
 NSNumber *number3 = @3;
 NSNumber *numberFFFF = @(0xFFFF);

 NSNumber *numberLager = @(MAXFLOAT);

 NSLog(@"number1 pointer is %p", number1);
 NSLog(@"number2 pointer is %p", number2);
 NSLog(@"number3 pointer is %p", number3);
 NSLog(@"numberLager pointer is %p", numberLager);

 /*
 2017-03-10 12:07:50.731726 TaggedPoint[1690:50438] number1 pointer is 0x127
 2017-03-10 12:07:50.731992 TaggedPoint[1690:50438] number2 pointer is 0x227
 2017-03-10 12:07:50.732011 TaggedPoint[1690:50438] number3 pointer is 0x327
 2017-03-10 12:07:50.732043 TaggedPoint[1690:50438] numberLager pointer is 0x1002006a0
 */


 }
 return 0;
}

以 0x127 為例 去掉 tag27(假設(shè)27為標(biāo)記) 0x1 就是number 的值。

0x227

0x327

都有這種規(guī)律

numberLager 存儲的值為MAXFloat 顯然超過了tagged pointer 可以存儲的范圍。

所以打印的地址是單純的指針地址，指向存儲numberLager的內(nèi)存地址。

對于isa指針的影響

因為tagged pointer 不是一個真正的對象，如果使用isa指針在編譯時會報錯。

如圖:

提示我們改為object_getClass()

object_getClass()中做了相應(yīng)的處理

由于object_getClass()沒有對應(yīng)的實現(xiàn)，只能從其他地方窺探一二

objc-weak.mm

weak_read_no_lock(weak_table_t *weak_table, id *referrer_id) 
{
 objc_object **referrer = (objc_object **)referrer_id;
 objc_object *referent = *referrer;
 if (referent->isTaggedPointer()) return (id)referent;
 //...
}

inline bool 
objc_object::isTaggedPointer() 
{
#if SUPPORT_TAGGED_POINTERS
 return ((uintptr_t)this & TAG_MASK);
#else
 return false;
#endif
}

這里取對象的值做了一些判斷

如果是tagged pointer , 對象的值就是指針

如果非tagged pointer , 對象的值是指針指向的內(nèi)存區(qū)域中的值

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對億速云的支持。