本文主要研究Tagged Pointer技术，针对该技术需要解决的问题、以及在实际应用中的价值做一些简单的探讨。
如果你想要更进一步，去挖掘Tagged Pointer是如何实现的，可以参考Friday Q&A 2012-07-27: Let's Build Tagged Pointers和objc源码。
另外，本文中涉及到的示例代码，请在真机iOS设备上测试，因为Tagged Pointer技术针对不同的平台，具体实现细节是有差异的，否则无法得出和本文一致的测试结果。
一、对象的内存
下面我们针对iOS中对象进行一些探究，代码如下，其完整代码见TaggedPointer。__weak NSNumber *weakNumber;
__weak NSString *weakString;
__weak NSDate *weakDate;
__weak NSObject *weakObj;
int num = 123;
@autoreleasepool {
weakObj = [[NSObject alloc] init];
weakNumber = [NSNumber numberWithInt:num];
weakString = [NSString stringWithFormat:@"string%d", num];
weakDate = [NSDate dateWithTimeIntervalSince1970:0];
}
NSLog(@"weakObj is %@", weakObj);
NSLog(@"weakNumber is %@", weakNumber);
NSLog(@"weakString is %@", weakString);
NSLog(@"weakDate is %@", weakDate);
在第7行，首先定义了4个__weak***对象，构建了一个autoreleasepool，所以在12行之后，所有__weak修饰的弱引用对象，都会被释放。经过上面分析，我们得出，对象会打印出null。
但是，实际上，我们得到了如下的输出。
TaggedPointer[3570:3928309] weakObj is (null)
TaggedPointer[3570:3928309] weakNumber is 123
TaggedPointer[3570:3928309] weakString is string123
TaggedPointer[3570:3928309] weakDate is Thu Jan 1 08:00:00 1970
可以看到，只有NSObject对应的对象值是null，其他的值，均正常打印。
这是因为NSNumber、NSString、NSDate，在这里采用了Tagged Pointer技术。
二、Tagged Pointer
2.1 Tagged Pointer技术
2.1.1 简介
2.2.2 未引入Tagged Pointer
2.2.3 引入Tagged Pointer
2.2.4 判断是否是Tagged Pointer
2.2 应用
2.2.1 支持的对象类型
可以从objc源码中找出支持Tagged Pointer 的对象类型，如下：typedef uint16_t objc_tag_index_t;
enum
{
OBJC_TAG_NSString = 2,
OBJC_TAG_NSNumber = 3,
OBJC_TAG_NSIndexPath = 4,
OBJC_TAG_NSDate = 6,
....
};
即针对NSString、NSNumber、NSDate、NSIndexPath这些类型，都支持Tagged Pointer技术。
2.2.2 NSNumber
我们通过NSNumber以及NSString对象来观察Tag+Data的存储形式。
示例代码参见：TaggedPointer
如下所示，我们创建了很多NSNumber对象：NSNumber *number1 = @1; //0xb000000000000012
NSNumber *number2 = @2; //0xb000000000000022
NSNumber *number3 = @(0xFFFFFFFFFFFFFFF); //0x1c0022560
NSNumber *number4 = @(1.2); //0x1c0024b80
int num4 = 5;
NSNumber *number5 = @(num4); //0xb000000000000052
long num5 = 6;
NSNumber *number6 = @(num5); //0xb000000000000063
float num6 = 7;
NSNumber *number7 = @(num6); //0xb000000000000074
double num7 = 8;
NSNumber *number8 = @(num7); //0xb000000000000085
//值：0xb000000000000012 0xb000000000000022 0x1c0022560 0x1c0024b80 0xb000000000000052 0xb000000000000063 0xb000000000000074 0xb000000000000085
NSLog(@"%p %p %p %p %p %p %p %p", number1, number2, number3, number4, number5, number6, number7, number8);
由上表我们得出：
- 很大的数字，超过Tagged Pointer表示上限的时候，将会转为对象存储，存放在堆上；
- 如果是含有小数点的浮点数，将会直接以对象方式存储；
- 其余类型的数字，包括不含小数部分的浮点型和整型都会以Tagged Pointer存储。
并且，针对以上部分，我们整理出Tagged Pointer的存储格式如下，以number1为例：
2.2.3 NSString
同上面NSNumber的处理逻辑，NSString处理的类似。NSString *str1 = @"a"; //0x1049cc248
NSString *str2 = [NSString stringWithFormat:@"a"]; //0xa000000000000611
NSString *str3 = [NSString stringWithFormat:@"bccd"]; //0xa000000646363624
NSString *str4 = [NSString stringWithFormat:@"c"]; //0xa000000000000631
NSString *str5 = [NSString stringWithFormat:@"cdasjkfsdljfiwejdsjdlajfl"];//0x1c02418f0
NSLog(@"%@ %@ %@ %@ %@",
[str1 class], //__NSCFConstantString
[str2 class], //NSTaggedPointerString
[str3 class], //NSTaggedPointerString
[str4 class], //NSTaggedPointerString
[str5 class]); // __NSCFString
根据以上结果，我们将NSString分类三类：
- 常量类型：__NSCFConstantString，定义的字符串常量。
- Tagged Pointer类型：NSTaggedPointerString，通过对象方法创建的短字符串。
- NSString对象类型：__NSCFString，包括NSString、NSMutableString等创建的字符串对象。
以上，整理如下：
NSString以Tagged Pointer的存储格式如下：
2.3 内存管理
三、一个面试问题的研究
该面试题如下：
参考
链接
1Friday Q&A 2012-07-27: Let's Build Tagged Pointers
2Tagged Pointer wiki
3NSString retain count -1
4objc源码
示例代码
1TaggedPointer
青山不改，绿水常流！谢谢大家支持。
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移动开发
发布于：2022-08-22 13:43
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