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本文轉載自微信公眾號「網羅開發」，作者just東東。轉載本文請聯系網羅開發公眾號。

問題的引入

初始化一個 OC 類，具有如下屬性：

#import <Foundation/Foundation.h> 
 
NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN 
 
@interface LGTeacher : NSObject 
@property (nonatomic, copy) NSString *name; 
@property (nonatomic, assign) int age; 
@property (nonatomic, assign) long height; 
@property (nonatomic, strong) NSString *hobby; 
 
@end 
 
NS_ASSUME_NONNULL_END 

初始化對象，并獲取對象的內存 size：

LGTeacher  *p = [[LGTeacher alloc] init]; 
p.name = @"LG_Cooci"; 
p.age  = 18; 
p.height = 185; 
p.hobby  = @"女"; 
 
NSLog(@"%lu - %lu",class_getInstanceSize([p class]),malloc_size((__bridge const void *)(p))); 

打印結果：

由以上打印結果可以看出 class_getInstanceSize 和 malloc_size 獲取到的內存大小不一樣，那么是什么導致的兩者獲取同一對象的內存大小不一樣呢?我們下一步繼續探索。

首先我們先手動計算一下這個對象所占的內存：

• isa -- 8字節
• name -- 8字節
• age -- 4字節
• height -- 8字節
• hobby -- 8字節
• 總計 36 字節。

我們跟蹤 objc 源碼可以發現改變 size 的地方有兩個地方：

• instanceSize 繼續跟蹤

1.instanceSize

size_t instanceSize(size_t extraBytes) const { 
        if (fastpath(cache.hasFastInstanceSize(extraBytes))) { 
            return cache.fastInstanceSize(extraBytes); 
        } 
 
        size_t size = alignedInstanceSize() + extraBytes;// alignedInstanceSize 
        // CF requires all objects be at least 16 bytes. 
        if (size < 16) size = 16; 
        return size; 
} 
 
uint32_t alignedInstanceSize() const { 
        return word_align(unalignedInstanceSize()); 
} 
 
#   define WORD_MASK 7UL 
static inline uint32_t word_align(uint32_t x) { 
    return (x + WORD_MASK) & ~WORD_MASK; 
} 

由以上源碼可以得到 instanceSize 使用 8 字節對齊原則處理 Size，并且最小為 16 字節。

2.calloc

由于 calloc 屬于 malloc 源碼里面

跟蹤 libmalloc 源碼：

calloc 源碼實現：

void * 
calloc(size_t num_items, size_t size) 
{ 
    void *retval; 
    retval = malloc_zone_calloc(default_zone, num_items, size); 
    if (retval == NULL) { 
        errno = ENOMEM; 
    } 
    return retval; 
} 
 
// malloc_zone_calloc 
void * 
    malloc_zone_calloc(malloc_zone_t *zone, size_t num_items, size_t size) 
{ 
    MALLOC_TRACE(TRACE_calloc | DBG_FUNC_START, (uintptr_t)zone, num_items, size, 0); 
 
    void *ptr; 
    if (malloc_check_start && (malloc_check_counter++ >= malloc_check_start)) { 
        internal_check(); 
    } 
 
    ptr = zone->calloc(zone, num_items, size); 
     
    if (malloc_logger) { 
        malloc_logger(MALLOC_LOG_TYPE_ALLOCATE | MALLOC_LOG_TYPE_HAS_ZONE | MALLOC_LOG_TYPE_CLEARED, (uintptr_t)zone, 
                (uintptr_t)(num_items * size), 0, (uintptr_t)ptr, 0); 
    } 
 
    MALLOC_TRACE(TRACE_calloc | DBG_FUNC_END, (uintptr_t)zone, num_items, size, (uintptr_t)ptr); 
    return ptr; 
} 

斷點打印 zone->calloc

• ①:得到其真實調用為 default_zone_calloc
• ②：搜索 default_zone_calloc 繼續跟進，打印 default_zone_calloc 內部的 zone->calloc 得到 nano_calloc
• ③：分析 nano_calloc 源碼可以知道在 _nano_malloc_check_clear 內進行了相關操作

static void * 
default_zone_calloc(malloc_zone_t *zone, size_t num_items, size_t size) 
{ 
    zone = runtime_default_zone(); 
     
    return zone->calloc(zone, num_items, size); 
} 
 
static void * 
nano_calloc(nanozone_t *nanozone, size_t num_items, size_t size) 
{ 
    size_t total_bytes; 
 
    if (calloc_get_size(num_items, size, 0, &total_bytes)) { 
        return NULL; 
    } 
 
    if (total_bytes <= NANO_MAX_SIZE) { 
        void *p = _nano_malloc_check_clear(nanozone, total_bytes, 1); 
        if (p) { 
            return p; 
        } else { 
            /* FALLTHROUGH to helper zone */ 
        } 
    } 
    malloc_zone_t *zone = (malloc_zone_t *)(nanozone->helper_zone); 
    return zone->calloc(zone, 1, total_bytes); 
} 

跳轉到 _nano_malloc_check_clear 內部發現代碼很多，一臉懵逼，但是仔細一看很多都是做一些容錯判斷，除去這些代碼后，返現與size 有關的只有一行代碼：

size_t slot_bytes = segregated_size_to_fit(nanozone, size, &slot_key); 

跳轉進 segregated_size_to_fit 可以看到又是內存對齊的代碼，這里的內存對齊是以16字節原則進行對齊的。

#define SHIFT_NANO_QUANTUM      4 
#define NANO_REGIME_QUANTA_SIZE (1 << SHIFT_NANO_QUANTUM)   // 16 
 
static MALLOC_INLINE size_t 
segregated_size_to_fit(nanozone_t *nanozone, size_t size, size_t *pKey) 
{ 
    size_t k, slot_bytes; 
 
    if (0 == size) { 
        size = NANO_REGIME_QUANTA_SIZE; // Historical behavior 
    } 
    k = (size + NANO_REGIME_QUANTA_SIZE - 1) >> SHIFT_NANO_QUANTUM; // round up and shift for number of quanta 
    slot_bytes = k << SHIFT_NANO_QUANTUM;                           // multiply by power of two quanta size 
    *pKey = k - 1;                                                  // Zero-based! 
 
    return slot_bytes; 
} 

總結

經過上述的各種分析，我們可以得到的結論是 instanceSize 是以 8 字節進行對齊的， 后面 calloc 是以 16 字節進行對齊的，說明 calloc 進一步對對象進行了處理。也就解釋了我們打印出來的 40-48 了。

由以上可以知道對象申請的內存大小和系統開辟的大小存在不一致的情況，8 字節對齊應用于對象的屬性，16 字節對齊應用于對象，由于對象的內存是連續的，這樣可以規避一些不必要的風險，以空間換時間來得到更高的安全性。