本篇主要是對(duì)小碼哥底層視頻學(xué)習(xí)的總結(jié)棒拂。方便日后復(fù)習(xí)。
上一篇《iOS底層原理-探尋OC對(duì)象本質(zhì)》：http://www.reibang.com/p/e5e2e3747be7
本篇學(xué)習(xí)總結(jié):
- 探尋Class的本質(zhì)
- 代碼求證Class正確性
好了蛛蒙，帶著問(wèn)題，我們一一開(kāi)始閱讀吧 ??
一.探尋Class的本質(zhì)
我們知道不管是類(lèi)對(duì)象還是元類(lèi)對(duì)象渤愁，類(lèi)型都是Class類(lèi)型牵祟，底層都是objc_class結(jié)構(gòu)體的指針，我們今天就來(lái)探究一下這個(gè)結(jié)構(gòu)體抖格。
先上代碼
Class objectClass = [NSObject class];
Class objectMetaClass = object_getClass([NSObject class]);
點(diǎn)擊Class可以看到如下結(jié)構(gòu)：
typedef struct objc_class *Class;
繼續(xù)點(diǎn)擊objc_class可以看到如下結(jié)構(gòu)：
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;
這部分代碼經(jīng)撑灯唬看到，但是OBJC2_UNAVAILABLE說(shuō)明代碼已經(jīng)過(guò)時(shí)了雹拄，那么最新的struct objc_class結(jié)構(gòu)體是什么樣的呢收奔，我們還是通過(guò)下載objc源代碼找到。
我們下載這個(gè)版本的源碼：
然后打開(kāi)工程滓玖，搜索typedef struct objc_class坪哄，查找結(jié)果如下：
隨便點(diǎn)擊一個(gè)搜索結(jié)果就可以，我們可以看到新的struct objc_class : objc_object的結(jié)構(gòu)如下：
struct objc_class : objc_object這種寫(xiě)法類(lèi)似c++類(lèi)寫(xiě)法势篡，里面有方法翩肌，成員變量，我們點(diǎn)擊objc_object禁悠，它的結(jié)構(gòu)如下：
完整的類(lèi)信息有點(diǎn)長(zhǎng)念祭，只截取有用的一部分信息吧，我們從這段代碼中看到了
我們猜測(cè)碍侦，凡是繼承struct objc_object的子結(jié)構(gòu)體,應(yīng)該都包含一個(gè)isa變量粱坤。
我們?cè)谏弦黄呀?jīng)總結(jié)了隶糕，類(lèi)中有成員變量信息（ivar），類(lèi)的屬性信息（property）站玄，類(lèi)的方法列表信息（method /instance list）若厚，類(lèi)的協(xié)議信息（protocol），但從objc_class中我們沒(méi)有看出這部分信息呢蜒什，別著急测秸，我們點(diǎn)擊class_rw_t看一下，結(jié)構(gòu)如下圖所示：
那成員變量信息呢灾常，繼續(xù)點(diǎn)擊class_ro_t霎冯，結(jié)構(gòu)如下圖所示：
到這里，基本上要看的數(shù)據(jù)信息都已經(jīng)看完了钞瀑，但是可能會(huì)有點(diǎn)蒙沈撞，我們用一張圖進(jìn)行總結(jié)吧：
二.代碼求證Class正確性
用代碼求證系統(tǒng)封閉結(jié)構(gòu)體內(nèi)部信息時(shí)，我們直接獲取可能拿不到雕什，這時(shí)候我們一般采用自定義一個(gè)具有類(lèi)似成員變量的結(jié)構(gòu)體缠俺，當(dāng)我們強(qiáng)制轉(zhuǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體為自定義結(jié)構(gòu)體的時(shí)候，就能一一對(duì)應(yīng)的賦值贷岸，此時(shí)壹士，我們可以拿到自定義結(jié)構(gòu)體內(nèi)部的消息。
下面是仿照系統(tǒng)objc_class結(jié)構(gòu)體偿警，自定義的結(jié)構(gòu)體躏救，當(dāng)然了這是小碼哥抽離好的，直接用可以螟蒸，創(chuàng)建一個(gè)MJClassInfo.h文件
#import <Foundation/Foundation.h>
#ifndef MJClassInfo_h
#define MJClassInfo_h
# if __arm64__
# define ISA_MASK 0x0000000ffffffff8ULL
# elif __x86_64__
# define ISA_MASK 0x00007ffffffffff8ULL
# endif
#if __LP64__
typedef uint32_t mask_t;
#else
typedef uint16_t mask_t;
#endif
typedef uintptr_t cache_key_t;
struct bucket_t {
cache_key_t _key;
IMP _imp;
};
struct cache_t {
bucket_t *_buckets;
mask_t _mask;
mask_t _occupied;
};
struct entsize_list_tt {
uint32_t entsizeAndFlags;
uint32_t count;
};
struct method_t {
SEL name;
const char *types;
IMP imp;
};
struct method_list_t : entsize_list_tt {
method_t first;
};
struct ivar_t {
int32_t *offset;
const char *name;
const char *type;
uint32_t alignment_raw;
uint32_t size;
};
struct ivar_list_t : entsize_list_tt {
ivar_t first;
};
struct property_t {
const char *name;
const char *attributes;
};
struct property_list_t : entsize_list_tt {
property_t first;
};
struct chained_property_list {
chained_property_list *next;
uint32_t count;
property_t list[0];
};
typedef uintptr_t protocol_ref_t;
struct protocol_list_t {
uintptr_t count;
protocol_ref_t list[0];
};
struct class_ro_t {
uint32_t flags;
uint32_t instanceStart;
uint32_t instanceSize; // instance對(duì)象占用的內(nèi)存空間
#ifdef __LP64__
uint32_t reserved;
#endif
const uint8_t * ivarLayout;
const char * name; // 類(lèi)名
method_list_t * baseMethodList;
protocol_list_t * baseProtocols;
const ivar_list_t * ivars; // 成員變量列表
const uint8_t * weakIvarLayout;
property_list_t *baseProperties;
};
struct class_rw_t {
uint32_t flags;
uint32_t version;
const class_ro_t *ro;
method_list_t * methods; // 方法列表
property_list_t *properties; // 屬性列表
const protocol_list_t * protocols; // 協(xié)議列表
Class firstSubclass;
Class nextSiblingClass;
char *demangledName;
};
#define FAST_DATA_MASK 0x00007ffffffffff8UL
struct class_data_bits_t {
uintptr_t bits;
public:
class_rw_t* data() {
return (class_rw_t *)(bits & FAST_DATA_MASK);
}
};
/* OC對(duì)象 */
struct mj_objc_object {
void *isa;
};
/* 類(lèi)對(duì)象 */
struct mj_objc_class : mj_objc_object {
Class superclass;
cache_t cache;
class_data_bits_t bits;
public:
class_rw_t* data() {
return bits.data();
}
mj_objc_class* metaClass() {
return (mj_objc_class *)((long long)isa & ISA_MASK);
}
};
#endif /* MJClassInfo_h */
我們需要將main.m 文件后綴修改為main.mm（告訴編譯器兼容oc代碼跟c++代碼）.
我們?cè)趍ain.mm文件中寫(xiě)好要強(qiáng)轉(zhuǎn)的代碼：
// objective-c++
#import <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>
#import "MJClassInfo.h"
// MJPerson
@interface MJPerson : NSObject <NSCopying>
{
@public
int _age;
}
@property (nonatomic, assign) int no;
- (void)personInstanceMethod;
+ (void)personClassMethod;
@end
@implementation MJPerson
- (void)test
{
}
- (void)personInstanceMethod
{
}
+ (void)personClassMethod
{
}
- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
return nil;
}
@end
// MJStudent
@interface MJStudent : MJPerson <NSCoding>
{
@public
int _weight;
}
@property (nonatomic, assign) int height;
- (void)studentInstanceMethod;
+ (void)studentClassMethod;
@end
@implementation MJStudent
- (void)test
{
}
- (void)studentInstanceMethod
{
}
+ (void)studentClassMethod
{
}
- (id)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder
{
return nil;
}
- (void)encodeWithCoder:(NSCoder *)aCoder
{
}
@end
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
MJStudent *stu = [[MJStudent alloc] init];
stu->_weight = 10;
Class objectClass = [NSObject class];
Class objectMetaClass = object_getClass([NSObject class]);
mj_objc_class *studentClass = (__bridge mj_objc_class *)([MJStudent class]);
mj_objc_class *personClass = (__bridge mj_objc_class *)([MJPerson class]);
class_rw_t *studentClassData = studentClass->data();
class_rw_t *personClassData = personClass->data();
class_rw_t *studentMetaClassData = studentClass->metaClass()->data();
class_rw_t *personMetaClassData = personClass->metaClass()->data();
NSLog(@"1111");
}
return 0;
}
最終工程中有兩個(gè)文件
然后我們通過(guò)打斷點(diǎn)依次分析如下：
instance對(duì)象
首先我們來(lái)看instance對(duì)象盒使，我們知道instance對(duì)象存儲(chǔ)isa指針跟成員變量數(shù)據(jù)，并且instance對(duì)象的isa指針是指向class對(duì)象的七嫌，果然如下圖所示：
Class對(duì)象
接著我們來(lái)看class對(duì)象少办，同樣通過(guò)上一篇文章，我們明確class對(duì)象中存儲(chǔ)著isa指針诵原，superclass指針英妓，以及類(lèi)的屬性信息，類(lèi)的成員變量信息皮假，類(lèi)的對(duì)象方法鞋拟，和類(lèi)的協(xié)議信息，而通過(guò)上面對(duì)object源碼的分析惹资，我們知道這些信息存儲(chǔ)在class對(duì)象的class_rw_t中，我們通過(guò)強(qiáng)制轉(zhuǎn)化來(lái)窺探其中的內(nèi)容航闺。如下圖:
meta-class對(duì)象
最后我們來(lái)看meta-class元類(lèi)對(duì)象褪测，上文提到meta-class中存儲(chǔ)著isa指針猴誊，superclass指針，以及類(lèi)的類(lèi)方法信息侮措。同時(shí)我們知道m(xù)eta-class元類(lèi)對(duì)象與class類(lèi)對(duì)象懈叹，具有相同的結(jié)構(gòu)，只不過(guò)存儲(chǔ)的信息不同分扎，并且元類(lèi)對(duì)象的isa指針指向基類(lèi)的元類(lèi)對(duì)象澄成，基類(lèi)的元類(lèi)對(duì)象的isa指針指向自己。元類(lèi)對(duì)象的superclass指針指向其父類(lèi)的元類(lèi)對(duì)象畏吓，基類(lèi)的元類(lèi)對(duì)象的superclass指針指向其類(lèi)對(duì)象墨状。
本篇學(xué)習(xí)先記錄到此，感謝閱讀菲饼，如有錯(cuò)誤肾砂，不吝賜教。
