【iOS】—— Tagged Pointer

【iOS】—— Tagged Pointer

• • 关于Tagged Pointer
  • • Tagged Pointer的介绍
    • NSTaggedPointer示例
    • NSTaggedPointer结构
    • Tagged Pointer的特点
    • 注意事项
    • • isa指针
      • isa指针的优化

        关于Tagged Pointer

        为了节省内存和提高执行效率，苹果提出了Tagged Pointer的概念。先看看原有的对象为什么会浪费内存。假设要存储一个NSNumber对象，其值是一个整数。正常情况下，如果这个整数只是一个NSInteger的普通变量，那么它所占用的内存是与CPU的位数有关，在32位CPU下占4个字节，在64位CPU下是占8个字节的。而指针类型的大小通常也是与CPU位数相关，一个指针所占用的内存在32位CPU下为4个字节，在64位CPU下也是8个字节。所以一个普通的iOS程序，如果没有Tagged Pointer对象，从32位机器迁移到64位机器中后，虽然逻辑没有任何变化，但这种NSNumber、NSDate一类的对象所占用的内存会翻倍。

        Tagged Pointer的介绍

        

        为了存储和访问一个NSNumber对象，我们需要在堆上为其分配内存，另外还要维护它的引用计数，管理它的生命期。这些都给程序增加了额外的逻辑，造成运行效率上的损失。

        对此提出了Tagged Pointer概念，由于NSNumber、NSDate一类的变量本身的值需要占用的内存大小常常不需要8个字节，拿整数来说，4个字节所能表示的有符号整数就可以达到20多亿。所以我们可以将一个对象的指针拆成两部分，一部分直接保存数据，另一部分作为特殊标记，表示这是一个特别的指针，不指向任何一个地址。

        

        简单来理解就是把指针指向的内容，直接放到了指针变量的内存地址中。 于是使用了标签指针这种方式来优化数据的存储方式。在运行时根据实际情况创建。

        

        NSTaggedPointer示例

         NSString *string = nil;
         NSMutableString *mutableString = [NSMutableString stringWithFormat:@"abcde"];
         for (int i = 0; i  
        输出结果：
         
        当字符长度在10以内的时候，字符串的类型都是NSTaggedPointer类型，当超过10时，就变成了__NSCFString。
         
        NSTaggedPointer结构
         
        苹果为了安全对其做了编码，runtime内部实现了编码、解码方法，我们看一下：
        编码：
         
         static inline void * _Nonnull
        _objc_encodeTaggedPointer(uintptr_t ptr)
        {
            uintptr_t value = (objc_debug_taggedpointer_obfuscator ^ ptr);
        #if OBJC_SPLIT_TAGGED_POINTERS
            if ((value & _OBJC_TAG_NO_OBFUSCATION_MASK) == _OBJC_TAG_NO_OBFUSCATION_MASK)
                return (void *)ptr;
            uintptr_t basicTag = (value >> _OBJC_TAG_INDEX_SHIFT) & _OBJC_TAG_INDEX_MASK;
            uintptr_t permutedTag = _objc_basicTagToObfuscatedTag(basicTag);
            value &= ~(_OBJC_TAG_INDEX_MASK