【iOS】—— Tagged Pointer对象

本文介绍: 指针也是64 位，实际作为指针部分只用到的其中33位，剩余的 31位苹果使用了类似 Tagg e d Po int e r 的概念，其中 19 位将保存对象的引1用计数，这样对引用计数的操作只需要修改这个指针即可。Ta gg e d Po inter 的引入也带来了问题，即 Ta gged Po inter 并不是真正的对象，而是一个伪对象，所以你如果完全把它当成对象来使用，可能会让它“露马脚”。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。

本来打算细看一下weak的底层原理，看到了出现了很多次Ta gged Po inter 对象，就先来学一下Ta gged Po inter，在之前刚学习OC的时候，学习NSStr in g 三种类型的时候，接触过这个类型，但是没有往下细看，现在来细看看：

在2013年9月，苹果推出了iPh one5s，与此同时，iPh one5s配备了首个采用64位架构的A7双核处理器，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。

苹果对于Tagged Pointer特点的介绍：

Tagged Pointer专门用来存储小的对象，例如NSNumber和NSDate
Tagged Pointer指针的值不再是地址了，而是真正的值。所以，实际上它不再是一个对象了，它只是一个披着对象皮的普通变量而已。所以，它的内存并不存储在堆中，也不需要malloc和free。
在内存读取上有着3倍的效率，创建时比以前快106倍。

请添加图片描述

        NSString *string = nil;
        NSMutableString *mutableString = [NSMutableString stringWithFormat:@"abcde"];
        for (int i = 5; i < 15; i++) {
            [mutableString appendFormat:@"a"];
            string = [mutableString copy];
            NSLog(@"%@ %p %@", string, string, [string class]);
        }

static inline void * _Nonnull
_objc_encodeTaggedPointer(uintptr_t ptr)
{
    uintptr_t value = (objc_debug_taggedpointer_obfuscator ^ ptr);
#if OBJC_SPLIT_TAGGED_POINTERS
    if ((value &amp; _OBJC_TAG_NO_OBFUSCATION_MASK) == _OBJC_TAG_NO_OBFUSCATION_MASK)
        return (void *)ptr;
    uintptr_t basicTag = (value >> _OBJC_TAG_INDEX_SHIFT) &amp; _OBJC_TAG_INDEX_MASK;
    uintptr_t permutedTag = _objc_basicTagToObfuscatedTag(basicTag);
    value &amp;= ~(_OBJC_TAG_INDEX_MASK << _OBJC_TAG_INDEX_SHIFT);
    value |= permutedTag << _OBJC_TAG_INDEX_SHIFT;
#endif
    return (void *)value;
}

NSNumber *number1 = [NSNumber numberWithInt:1];
NSLog(@"number1 pointer is %p", number1);

number1 pointer is 0xbb027d74df7d32ea

从上面的步骤我们可以看出，为了保证线程安全，对引用计数的增减操作都要先锁定这个表，这从性能上看是非常差的。
而在 64 位环境下，isa 指针也是64 位，实际作为指针部分只用到的其中33位，剩余的 31位苹果使用了类似 Tagged Pointer 的概念，其中 19 位将保存对象的引1用计数，这样对引用计数的操作只需要修改这个指针即可。只有当引用计数超出19位，才会将引用计数保存到外部表，而这种情况是很少的，所以这样引用计数的更改效率会更高。
与前面的5个步骤对应，在64位环境下，新的 Retain 操作包括如下 5个步骤：

    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    for (int i = 0; i < 1000; i++) {
        dispatch_async(queue, ^{
            self.name = [NSString stringWithFormat:@"addasdsaadss"];
        });
    }

    dispatch_queue_t queue = dispatch_get_global_queue(0, 0);
    for (int i = 0; i < 1000; i++) {
        dispatch_async(queue, ^{
            self.name = [NSString stringWithFormat:@"ad"];
        });
    }