please note 如文開頭所說 文章由于時(shí)間久遠(yuǎn) 可能會(huì)有代碼過時(shí)的風(fēng)險(xiǎn) 但本文只是理解原理 不用在意
譯文：
在這篇文章中瘸恼，我將審視(look at)Objective-C中的一個(gè)陌生的概念 - 元類（the meta-class）阵具。Objective-C中的每個(gè)類都有自己的關(guān)聯(lián)元類庭砍，但由于您很少直接使用元類彩届，所以它們?nèi)耘f保持神秘吨枉。我將首先看看如何在運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建一個(gè)類仇箱。通過檢查這個(gè)創(chuàng)建的“類對(duì)”（class pair），我將解釋元類是什么东羹，并且還涵蓋了數(shù)據(jù)在Objective-C中是對(duì)象還是類的含義剂桥。
在運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建一個(gè)類
以下代碼將在運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建一個(gè)新的NSError子類并為其添加一個(gè)方法：
Class newClass = objc_allocateClassPair([NSError class], "RuntimeErrorSubclass", 0);
class_addMethod(newClass, @selector(report), (IMP)ReportFunction, "v@:");
objc_registerClassPair(newClass);
添加的方法使用名為ReportFunction其實(shí)現(xiàn)的函數(shù)，其定義如下：
void ReportFunction(id self, SEL _cmd)
{
NSLog(@"This object is %p.", self);
NSLog(@"Class is %@, and super is %@.", [self class], [self superclass]);
Class currentClass = [self class];
for (int i = 1; i < 5; i++)
{
NSLog(@"Following the isa pointer %d times gives %p", i, currentClass);
currentClass = object_getClass(currentClass);
}
NSLog(@"NSObject's class is %p", [NSObject class]);
NSLog(@"NSObject's meta class is %p", object_getClass([NSObject class]));
}
從表面上看属提，這非常簡(jiǎn)單权逗。在運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建一個(gè)類只需三個(gè)簡(jiǎn)單的步驟：
- 為“類對(duì)”分配存儲(chǔ)（使用
objc_allocateClassPair）。
2.根據(jù)需要將方法和ivars添加到類中（我已經(jīng)用class_addMethod添加了一個(gè)方法）
3.注冊(cè)該類以便可以使用（使用objc_registerClassPair）冤议。
然而斟薇，直接的問題是：什么是“類對(duì)(class pair)”？該函數(shù)objc_allocateClassPair只返回一個(gè)值：類恕酸。另一半在哪里堪滨？
我相信你已經(jīng)猜到了這一對(duì)的另一半是元類(meta class)（這是這篇文章的標(biāo)題），但要解釋它是什么以及為什么你需要它蕊温，我將給出一些關(guān)于對(duì)象和類的背景知識(shí)在Objective-C中袱箱。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)成為一個(gè)對(duì)象需要什么遏乔？
每個(gè)對(duì)象都有一個(gè)類。這是一個(gè)基本的面向?qū)ο蟮母拍罘⒈剩贠bjective-C中盟萨，它也是數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)部分。任何具有指向正確位置的類的指針的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都可以視為一個(gè)對(duì)象了讨。
在Objective-C中捻激，對(duì)象的類由其isa指針決定。該isa指針指向?qū)ο蟮念悺?br>
實(shí)際上前计，Objective-C中對(duì)象的基本定義如下所示：
typedef struct objc_object {
Class isa;
} *id;
這就是說：任何以指向Class結(jié)構(gòu)的指針開始的結(jié)構(gòu)都可以視為一個(gè)objc_object胞谭。
Objective-C中對(duì)象的最重要特性是可以向它們發(fā)送消息：
[@"stringValue" writeToFile:@"/file.txt" atomically:YES encoding:NSUTF8StringEncoding error:NULL];
這是有效的，因?yàn)楫?dāng)你向Objective-C對(duì)象發(fā)送消息時(shí)（比如NSCFString這里）男杈，運(yùn)行時(shí)會(huì)跟隨對(duì)象的isa指針來獲取對(duì)象的Class（NSCFString本例中的類）丈屹。該Class則包含Methods列表適用于所有對(duì)象 Class和指針指向superclass來查找繼承的方法。運(yùn)行時(shí)查看Class和superclass中的Methods 列表以找到與消息選擇器相匹配的一個(gè)（在上面的例子中势就，writeToFile:atomically:encoding:error on NSString）。運(yùn)行時(shí)然后調(diào)用該方法function（IMP）脉漏。
重要的一點(diǎn)是Class定義可以發(fā)送給對(duì)象(instance)的消息苞冯。
什么是元類？
現(xiàn)在侧巨，您可能已經(jīng)知道舅锄，類Class在Objective-C中也是一個(gè)對(duì)象。這意味著你可以發(fā)送消息給一個(gè)類Class司忱。
NSStringEncoding defaultStringEncoding = [NSString defaultStringEncoding];
在這種情況下皇忿，defaultStringEncoding發(fā)送給NSString類。
這是有效的坦仍，因?yàn)槊恳粋€(gè)類Class在Objective-C中都是一個(gè)對(duì)象本身鳍烁。這意味著Class結(jié)構(gòu)必須以一個(gè)isa指針開始，以便它與objc_object上面顯示的結(jié)構(gòu)二進(jìn)制兼容繁扎，并且結(jié)構(gòu)中的下一個(gè)字段必須是指向superclass（或nil基類）的指針幔荒。
正如我上周展示的Class，根據(jù)您運(yùn)行的運(yùn)行時(shí)版本梳玫，有幾種不同方式的定義 爹梁，但是可以確定的是，它們都以isa字段開頭提澎，后跟superclass字段姚垃。
typedef struct objc_class *Class;
struct objc_class {
Class isa;
Class super_class;
/* followed by runtime specific details... */
};
然而，為了讓我們?cè)陬?code>Class上調(diào)用一個(gè)方法盼忌，這個(gè)類Class的isa指針本身必須指向一個(gè)Class結(jié)構(gòu)积糯，并且該Class結(jié)構(gòu)必須包含Methods列表掂墓，這樣我們可以在該類上調(diào)用想用的方法。
這引出了元類的定義：元類（meta-class）是Class對(duì)象的類絮宁。
簡(jiǎn)單的說：
- 當(dāng)你向一個(gè)對(duì)象(實(shí)例)發(fā)送消息時(shí)梆暮，該消息將在對(duì)象所屬類（object's class）的方法列表中查找。
- 當(dāng)你向一個(gè)類發(fā)送一條消息時(shí)绍昂，該消息將在類的元類（class' meta-class）的方法列表中查找啦粹。
元類是必不可少的，因?yàn)樗鎯?chǔ)一個(gè)類的類方法窘游。每一個(gè)類Class必須有一個(gè)獨(dú)一無二的元類唠椭，因?yàn)槊總€(gè)類Class都有一個(gè)潛在的唯一的類方法列表。
元類的類是什么?
元類與Class之前一樣忍饰，也是一個(gè)對(duì)象贪嫂。這意味著你也可以調(diào)用它的方法。當(dāng)然艾蓝，這意味著它也必須有一個(gè)類Class力崇。
所有元類都使用基類的元類（Class繼承層次結(jié)構(gòu)中頂層的元類）作為它們的類。這意味著對(duì)于所有從NSObject（大多數(shù)類）中繼承下來的類赢织，元類使用NSObject元類作為它的類亮靴。
遵循所有元類使用基類的元類作為它們的類的規(guī)則，任何基類元類都將是它自己的類（它們的isa指針指向它們自己）于置。這意味著元類isa上的指針指向NSObject它自己（它是它自己的一個(gè)實(shí)例）茧吊。
類和元類的繼承
以同樣的方式，Class指向它的父類super_class的指針八毯，元類指向元類的 super_class利用自身的super_class指針搓侄。
為了解決更進(jìn)一步的奇怪問題（As a further quirk 字面意思作為一個(gè)進(jìn)一步的怪癖），基類的元類將其super_class設(shè)置為基類本身话速。
這個(gè)繼承層次的結(jié)果是層次結(jié)構(gòu)中的所有實(shí)例讶踪、類和元類都繼承了層次結(jié)構(gòu)的基類。
對(duì)于NSObject層次結(jié)構(gòu)中的所有實(shí)例泊交，類和元類俊柔，所有NSObject實(shí)例方法都是有效的。對(duì)于類和元類活合，所有的NSObject類方法也是有效的雏婶。
所有這些概念在文本中有些混亂。Greg Parker匯集了一個(gè)關(guān)于實(shí)例白指，類留晚，元類和他們的超類以及它們?nèi)绾谓M合在一起的優(yōu)秀圖表。
實(shí)驗(yàn)證實(shí)
為了確認(rèn)所有這些，讓我們看看在ReportFunction這篇文章開始時(shí)我給出的輸出結(jié)果错维。這個(gè)函數(shù)的目的是跟隨isa指針并記錄它找到的內(nèi)容奖地。
為了運(yùn)行ReportFunction，我們需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的類的實(shí)例并調(diào)用它的report方法赋焕。
id instanceOfNewClass = [[newClass alloc] initWithDomain:@"someDomain" code:0 userInfo:nil];
[instanceOfNewClass performSelector:@selector(report)];
[instanceOfNewClass release];
由于沒有聲明report方法参歹，所以我使用performSelector:來調(diào)用它，所以編譯器不會(huì)給出警告隆判。
現(xiàn)在ReportFunction將通過isa指針遍歷并告訴我們什么對(duì)象被用作元類犬庇、類、和元類的類侨嘀。
獲取對(duì)象的類：
遵循指針的
ReportFunction用法object_getClass臭挽，isa因?yàn)?code>isa指針是類的受保護(hù)成員（不能直接訪問其他對(duì)象的isa指針）。在ReportFunction不使用class的方法來做到這一點(diǎn)咬腕，因?yàn)檎{(diào)用class一個(gè)方法上的Class對(duì)象不返回的元類欢峰，而是再次返回Class（所以[NSString class]將返回NSString類，而不是在NSString元類）涨共。
這是NSLog程序運(yùn)行時(shí)的輸出（減前綴）：
This object is 0x10010c810.
Class is RuntimeErrorSubclass, and super is NSError.
Following the isa pointer 1 times gives 0x10010c600
Following the isa pointer 2 times gives 0x10010c630
Following the isa pointer 3 times gives 0x7fff71038480
Following the isa pointer 4 times gives 0x7fff71038480
NSObject's class is 0x7fff710384a8
NSObject's meta class is 0x7fff71038480
通過isa重復(fù)追蹤該值來查看達(dá)到的地址：
- 該對(duì)象是地址0x10010c810纽帖。
- 該類是地址0x10010c600。
- 元類是地址0x10010c630举反。
- 元類的類（即NSObject元類）是地址0x7fff71038480懊直。
- 在NSObject元類的類本身。
地址的價(jià)值并不重要照筑，只是它展示了從類到meta-class到NSObject meta-class 的進(jìn)展吹截。
結(jié)論
元類是Class對(duì)象的類瘦陈。每個(gè)Class都有自己獨(dú)特的元類（所以每個(gè)Class都可以擁有自己獨(dú)特的方法列表）凝危。這意味著所有的Class對(duì)象都不是同一個(gè)類。
元類將始終確保該Class對(duì)象具有層次結(jié)構(gòu)中基類的所有實(shí)例和類方法晨逝，以及中間的所有類方法蛾默。對(duì)于后繼類NSObject，這意味著所有NSObject實(shí)例和協(xié)議方法都是為所有Class（和元類）對(duì)象定義的捉貌。
所有元類本身都使用基類的元類（NSObject元類作為NSObject的繼承類）作為它們的類支鸡，包括基本級(jí)元類，它是運(yùn)行時(shí)中唯一的自定義類(self-defining class)趁窃。
PS 譯者拓展
so 看完了這篇文章 看看下圖是不是豁然明朗
