上下文- 前情概述:

上一篇文章 OC對(duì)象占用內(nèi)存原理 (一文徹底搞懂) 中我們講到 OC 對(duì)象本身是一個(gè)結(jié)構(gòu)體, 這個(gè)結(jié)構(gòu)體只有一個(gè) isa 指針, 關(guān)于 OC 對(duì)象實(shí)際開辟內(nèi)存原理我們搞清楚了. 那么本篇文章就結(jié)合 runtime 來(lái)實(shí)際探討一下 OC 對(duì)象方法查找的具體流程以及方法調(diào)用的原理.

isa

任何數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，只要在恰當(dāng)?shù)奈恢镁哂幸粋€(gè)指針指向一個(gè) class渊涝，那么眉踱，它都可以被認(rèn)為是一個(gè)對(duì)象撮珠。objc_class 和 objc_object 的 struct 指針都能稱為對(duì)象，我們?yōu)榱藚^(qū)分可以把它們分別叫做類對(duì)象和實(shí)例對(duì)象筹裕，其中實(shí)例對(duì)象的 isa 指針指向類對(duì)象 (這個(gè)指向下面會(huì)講)。

在 OC 中，一個(gè)對(duì)象所屬于哪個(gè)類澜薄，是由它的 isa 指針指向的。這個(gè) isa 指針指向這個(gè)對(duì)象所屬的 class摊册。

個(gè)人建議: 可以適當(dāng)結(jié)合英文意思來(lái)理解, isa -> is a what? -> 你是個(gè)啥.

實(shí)例對(duì)象 | 類對(duì)象 | 元類 的基礎(chǔ)概念區(qū)分

簡(jiǎn)單來(lái)個(gè) ??:
提前創(chuàng)建了一個(gè)類 LBPerson 繼承與 NSObject. 然后創(chuàng)建這個(gè)對(duì)象.

LBPerson * obj = [[LBPerson alloc] init];

• 實(shí)例對(duì)象 : obj, 其 isa 指向類對(duì)象
• 類對(duì)象 : LBPerson , 其 isa 指向元類
• 元類 : 元類就是類對(duì)象所屬的類 , 其 isa 指向根源類, 也就是 NSObject 的元類.

需要注意的是:

• 任何元類的 isa 都指向根元類. 根源類的 isa 指向它自己. 以此來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的內(nèi)循環(huán), 所有的類,都會(huì)有類型, isa 不會(huì)為空.
• NSObject 的父類為 nil .
• 根元類的父類指向 NSObject .

那么這三種類型的對(duì)象分別都持有什么呢? 比如說(shuō) 方法到底存在哪個(gè)對(duì)象中? 屬性存在哪個(gè)對(duì)象? 接下來(lái)我們一一探討.

類對(duì)象

類對(duì)象我們通過(guò)源碼來(lái)查看其中保存了哪些內(nèi)容,
shift+ cmd + O, 輸入 objc.

typedef struct objc_class *Class;

cmd + 點(diǎn) objc_class, 來(lái)到類對(duì)象的結(jié)構(gòu)體中.

struct objc_class {
    Class _Nonnull isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;

#if !__OBJC2__
    Class _Nullable super_class                              OBJC2_UNAVAILABLE;
    const char * _Nonnull name                               OBJC2_UNAVAILABLE;
    long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
    long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_ivar_list * _Nullable ivars                  OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_method_list * _Nullable * _Nullable methodLists                    OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_cache * _Nonnull cache                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_protocol_list * _Nullable protocols          OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif

} OBJC2_UNAVAILABLE;

稍微介紹一下各個(gè)屬性的意思:

• isa ：上文講述過(guò)
• super_class ：父類肤京，如果該類已經(jīng)是最頂層的根類,那么它為 nil。
• version ：類的版本信息,默認(rèn)為 0
• info ：供運(yùn)行期使用的一些位標(biāo)識(shí)茅特。
• instance_size ：該類的實(shí)例變量大小
• ivars ：成員變量的列表
• methodLists ：方法列表
• cache ：緩存結(jié)構(gòu)體桶
• protocols ：協(xié)議列表

類對(duì)象總結(jié)：
是一個(gè)功能完整的對(duì)象忘分。特殊之處在于它們是在運(yùn)行時(shí)由編譯器創(chuàng)建的，它沒(méi)有自己的實(shí)例變量（這里區(qū)別于類的成員變量白修，他們是屬于實(shí)例對(duì)象的妒峦，而不是屬于類對(duì)象的，類方法是屬于類對(duì)象自己的）兵睛，但 類對(duì)象中存著成員變量與實(shí)例方法列表肯骇。

存儲(chǔ)內(nèi)容如圖:

實(shí)例對(duì)象

先來(lái)看控制臺(tái)提供給我們的.

實(shí)例對(duì)象總結(jié)：
當(dāng)我們?cè)诖a中新創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例對(duì)象時(shí)，拷貝了實(shí)例所屬的類的成員變量祖很，但不拷貝類定義的方法笛丙。調(diào)用實(shí)例方法時(shí)，根據(jù)實(shí)例的 isa 指針去尋找方法對(duì)應(yīng)的函數(shù)指針假颇。

存儲(chǔ)內(nèi)容如圖:

元類

OC 的類方法是使用元類的根本原因, 而這也是元類中存儲(chǔ)的最重要的內(nèi)容. 當(dāng)你給類發(fā)消息時(shí)胚鸯，消息是在尋找這個(gè)類的元類的方法列表. 類對(duì)象是元類的實(shí)例. 因此元類存儲(chǔ)著類方法.

存儲(chǔ)內(nèi)容如下:

元類對(duì)象總結(jié)：
OC 的類方法是使用元類的根本原因，因?yàn)槠渲写鎯?chǔ)著對(duì)應(yīng)的類對(duì)象調(diào)用的方法即類方法笨鸡。其他時(shí)候都傾向于隱藏元類姜钳，因此真實(shí)世界沒(méi)有人發(fā)送消息給元類對(duì)象。元類的定義和創(chuàng)建看起來(lái)都是編譯器自動(dòng)完成的形耗，無(wú)需人為干涉傲须。

要獲取一個(gè)類的元類，可使用如下定義的函數(shù)：

Class objc_getMetaClass(const char* name); //name為類的名字

此外還有一個(gè)獲取對(duì)象所屬的類的函數(shù)：

Class object_getClass(id obj) ;

由于類對(duì)象是元類的實(shí)例趟脂，所以當(dāng)傳入的參數(shù)為類名時(shí)泰讽，返回的就是指向該類所屬的元類的指針。

總結(jié)

基于此, 我們可以根據(jù)其存儲(chǔ)內(nèi)容稍微總結(jié)一下

• 1??: 實(shí)例對(duì)象的 isa 指向類對(duì)象，當(dāng)調(diào)用對(duì)象方法已卸，通過(guò)實(shí)例對(duì)象的 isa 找到類對(duì)象,最終找到對(duì)對(duì)象方法進(jìn)行調(diào)用

• 2??: 類對(duì)象的 isa 指向元類佛玄，調(diào)用類方法，通過(guò)類對(duì)象中的 isa 找到元類累澡，最終找到元類中的類方法進(jìn)行調(diào)用

• 3??: 當(dāng)子類的對(duì)象要調(diào)用父類的對(duì)象方法梦抢，先通過(guò)子類的 isa 找到父類的 class. 然后通過(guò) superClass 找到父類的 class 最后找到消息進(jìn)行調(diào)用.

最后要提醒注意的一點(diǎn)是:

根類不一定是 NSObject，因?yàn)楹竺娼榻B的 objc_allocateClassPair 函數(shù)也可以創(chuàng)建出一個(gè)根類愧哟。

元類的實(shí)際應(yīng)用

類對(duì)象和元類對(duì)象的相關(guān)方法：

• ① : object_getClass 跟隨實(shí)例的 isa 指針奥吩，返回此實(shí)例所屬的類，對(duì)于實(shí)例對(duì)象 (instance) 返回的是類 (class) ,對(duì)于類 (class) 則返回的是元類 (metaclass) .

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• ② : class 方法對(duì)于實(shí)例對(duì)象 (instance) 會(huì)返回類 (class) , 但對(duì)于類 (class) 則不會(huì)返回元類 (metaclass), 而只會(huì)返回類本身蕊梧，即[@"instance" class] 返回的是 __NSCFConstantString , 而 [NSString class] 返回的是 NSString 霞赫。

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• ③ : class_isMetaClass 可判斷某類是否為元類.

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• ④ : 使用 objc_allocateClassPair 可在運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建新的類與元類對(duì)，使用 class_addMethod 和 class_addIvar 可向類中增加方法和實(shí)例變量肥矢，最后使用 objc_registerClassPair 注冊(cè)后端衰，就可以使用此類了。這體現(xiàn)了 OC 作為運(yùn)行時(shí)語(yǔ)言的強(qiáng)大之一：在代碼運(yùn)行中動(dòng)態(tài)創(chuàng)建類并添加方法甘改。

至此, 三種不同的類的基礎(chǔ)我們已經(jīng)講完, 下一篇會(huì)基于此基礎(chǔ), 探索方法查找流程.