徹底搞懂OC中的對象迟赃、類握础、元類概念

前言

寫過iOS的人都知道runtime這個概念挖滤，那么OC在面向?qū)ο罄锩娴念惡蛯嵗约敖?jīng)常被提到的元類崩溪，這些到底和runtime是什么關(guān)系？又是如何實現(xiàn)的斩松？下面就來徹底的學(xué)習(xí)下這幾個概念伶唯。

這些概念是如何定義的

首先在你的xcode中打開 obc/runtime.h 頭文件，里面有一個結(jié)構(gòu)體定義：

struct object_class{
    Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
     Class super_class                        OBJC2_UNAVAILABLE;  // 父類
     const char *name                         OBJC2_UNAVAILABLE;  // 類名
     long version                             OBJC2_UNAVAILABLE;  // 類的版本信息惧盹，默認(rèn)為0
     long info                                OBJC2_UNAVAILABLE;  // 類信息乳幸，供運行期使用的一些位標(biāo)識
     long instance_size                       OBJC2_UNAVAILABLE;  // 該類的實例變量大小
     struct objc_ivar_list *ivars             OBJC2_UNAVAILABLE;  // 該類的成員變量鏈表
     struct objc_method_list *methodLists     OBJC2_UNAVAILABLE;  // 方法定義的鏈表
     struct objc_cache *cache                 OBJC2_UNAVAILABLE;  // 方法緩存
     struct objc_protocol_list *protocols     OBJC2_UNAVAILABLE;  // 協(xié)議鏈表
#endif
}OBJC2_UNAVAILABLE;

結(jié)構(gòu)體的每個數(shù)據(jù)項都有注釋瞪讼，結(jié)構(gòu)體定義的已經(jīng)很清楚了，這個結(jié)構(gòu)體其實就是我們所說的類粹断，里面各項數(shù)據(jù)都保存了一個類的所有元數(shù)據(jù)符欠，然后我們先看下他的 Class isa這個指針的類型是什么，點進去你會發(fā)現(xiàn)姿染，他是這樣定義的：

// An opaque type that represents an Objective-C class.
typedef struct objc_class *Class;

原來isa指針指向的依然是個 object_class 結(jié)構(gòu)體背亥，只不過為了語義化起個名字叫Class,那么現(xiàn)在我們再看下類實例是如何定義的：

/// Represents an instance of a class.
struct objc_object {
    Class _Nonnull isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};
/// A pointer to an instance of a class.
typedef struct objc_object *id;

因為我們初始化一個類的實例可以直接用id來定義秒际，那么id就是上面這樣定義的悬赏，所以類的實例初始化完了之后，它的內(nèi)部就多了一個isa指針娄徊，剛我們已經(jīng)說了這個指針類型指向的是object_class結(jié)構(gòu)體闽颇，其實也就是指向了這個實例所屬的類。

它們之間是如何聯(lián)系的

上面講了它們各自的定義寄锐，下面就來說說他們之間的關(guān)系兵多，其實很簡單當(dāng)我們創(chuàng)建一個對象的時候比如：

id objc = [[ClassA alloc] init];

我們的實例objc里面包含了一個isa指針，這個指針就指向了ClassA類的元數(shù)據(jù)橄仆，因此我們就能用objc對象去調(diào)用它的實例方法以及實例變量等功能剩膘，這樣我們就把實例和類聯(lián)系在了一起。

那么我們再說說元類盆顾，其實我們上面定義的ClassA他其實也是一個對象怠褐，如果這里不好理解，你就想上面我們定義的實例objc他要是想調(diào)用它的實例方法可以通過isa指針去ClassA里面去找您宪，那我們平時說的類方法是放在哪里的呢奈懒？答案就是ClassA這個類里面的isa指針也指向了一個object_class結(jié)構(gòu)體，這個里面就放了ClassA的類方法宪巨，因此也成它為元類

下面放一張圖來幫助理解下之間的關(guān)系：

圖一

圖二

所有元類都有一個根元類磷杏，比如所有NSObject的子類的元類都會以NSObject的元類作為他們的類。所有的元類使用根元類作為他們的類捏卓，根元類的元類則就是它自己极祸，也就是說根元類的isa指針指向他自己。

因此實例在尋找方法時的規(guī)則為：

當(dāng)發(fā)送消息給實例對象時怠晴，消息是在尋找這個對象的類的方法列表(實例方法)
當(dāng)發(fā)送消息給類對象時贿肩，消息是在尋找這個類的元類的方法列表(類方法)

示例測試：

People *p = [[People alloc] init];
//輸出1
NSLog(@"%d", [p class] == object_getClass(p));
//輸出0
NSLog(@"%d", class_isMetaClass(object_getClass(p)));
//輸出1
NSLog(@"%d", class_isMetaClass(object_getClass([People class])));
//輸出0
NSLog(@"%d", object_getClass(p) == object_getClass([People class]));

通過代碼可以看出，一個實例對象通過class方法獲取的Class就是它的isa指針指向的類對象龄寞，而類對象不是元類汰规，類對象的isa指針指向的對象是元類。

總結(jié)

總結(jié)一下實例對象物邑，類對象以及元類對象之間的isa指向和繼承關(guān)系的規(guī)則為:

規(guī)則一: 實例對象的isa指向該類溜哮，類的isa指向元類(metaClass)
規(guī)則二: 類的superClass指向其父類滔金，如果該類為根類則值為nil
規(guī)則三: 元類的isa指向根元類，如果該元類是根元類則指向自身
規(guī)則四: 元類的superClass指向父元類茂嗓，若根元類則指向該根類

其實實例餐茵、類、元類最主要的鏈接通道就是他們的isa指針述吸，理解了值之間的概念就很容易掌握OC忿族，其實這個概念只是runtime概念中的一點前菜，runtime概念和應(yīng)用都是iOS開發(fā)中比較重要的蝌矛，所以object_class這個結(jié)構(gòu)體中剩下的數(shù)據(jù)項我會在這篇文章中詳細(xì)講解道批。

徹底搞懂OC中的對象、類薯鳍、元類概念

徹底搞懂OC中的對象咖气、類、元類概念

前言

這些概念是如何定義的

它們之間是如何聯(lián)系的

總結(jié)