前言

在 2013 年 9 月，蘋果推出了 iPhone5s，與此同時，iPhone5s 配備了首個采用 64 位架構的 A7雙核處理器，為了節省內存和提高執行效率，蘋果提出了Tagged Pointer的概念。對于 64 位程序，引入 Tagged Pointer 后，相關邏輯能減少一半的內存占用，以及3 倍的訪問速度提升，100倍的創建、銷毀速度提升。

問題

我們先看看原有的對象為什么會浪費內存?

假設我們要存儲一個 NSNumber對象，其值是一個整數。正常情況下，如果這個整數只是一個 NSInteger的普通變量，那么它所占用的內存是與 CPU 的位數有關，在 32 位 CPU 下占 4個字節，在 64 位CPU 下是占 8 個字節的。而指針類型的大小通常也是與CPU位數相關，一個指針所占用的內存在 32 位 CPU 下為4 個字節，在 64 位 CPU 下也是8個字節。

所以一個普通的 iOS 程序，如果沒有Tagged Pointer對象，從 32 位機器遷移到 64 位機器中后，雖然邏輯沒有任何變化，但這種 NSNumber、NSDate 一類的對象所占用的內存會翻倍。如下圖所示：

01

Tagged Pointer

為了改進上面提到的內存占用和效率問題，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存大小常常不需要8個字節，拿整數來說，4 個字節所能表示的有符號整數就可以達到 20 多億（注：2^31=2147483648，另外 1 位作為符號位)，對于絕大多數情況都是可以處理的。

所以我們可以將一個對象的指針拆成兩部分，一部分直接保存數據，另一部分作為特殊標記，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 的內存圖變成了以下這樣：

02

• Tagged Pointer是專??來存儲?的對象，例如NSNumber，NSDate等。
• Tagged Pointer指針的值不再是地址了，?是真正的值。所以，實際上它不再是?個對象了，它只是?個披著對象?的普通變量?已。所以，它的內存并不存儲在堆中，也不需要malloc和free。
• 當指針不夠存儲數據時，就會使用動態分配內存的方式來存儲數據。
• 在內存讀取上有著3倍的效率，創建時?以前快106倍。

總結

蘋果將Tagged Pointer引入，給64位系統帶來了內存的節省和運行效率的提高。Tagged Pointer通過在其最后一個 bit 位設置一個特殊標記，用于將數據直接保存在指針本身中。因為Tagged Pointer并不是真正的對象。

nonpointer

isa

nonpointer

• 0，代表普通的指針，存儲著Class、Meta-Class對象的內存地址
• 1，代表優化過，使用位域存儲更多的信息

has_assoc

• 是否有設置過關聯對象，如果沒有，釋放時會更快

has_cxx_dtor

• 是否有C++的析構函數（.cxx_destruct），如果沒有，釋放時會更快

shiftcls

• 存儲著Class、Meta-Class對象的內存地址信息

magic

• 用于在調試時分辨對象是否未完成初始化

weakly_referenced

• 是否有被弱引用指向過，如果沒有，釋放時會更快

deallocating

• 對象是否正在釋放

extra_rc

• 里面存儲的值是引用計數器減1

has_sidetable_rc

• 引用計數器是否過大無法存儲在isa中
• 如果為1，那么引用計數會存儲在一個叫SideTable的類的屬性中

參考鏈接：巧神：
深入理解Tagged Pointer