1.對(duì)象和類的定義
對(duì)象的定義：typedef struct objc_object *id;
類的定義：typedef struct objc_class *Class;
1.1 objc_object
// objc-private.h
// objc_object 的實(shí)現(xiàn)
struct objc_object {
private:
isa_t isa;
以下是一些函數(shù)奔缠，省略
...
}
1.2 objc_class
// objc-runtime-new.h
struct objc_class : objc_object {
// Class ISA;
Class superclass;
cache_t cache; // formerly cache pointer and vtable
class_data_bits_t bits; // class_rw_t * plus custom rr/alloc flags
class_rw_t *data() {
return bits.data();
}
// objc_class的部分方法代碼省略不貼出來(lái)
}
從源碼中我們看到objc_class繼承自objc_object逛裤，說(shuō)明了類也是一個(gè)對(duì)象狮含， objc_class繼承自objc_object帮坚，自然也就繼承了objc_object的成員踩身，則objc_class也擁有一個(gè)isa萤晴，由此我們推斷對(duì)象和類的關(guān)聯(lián)在于isa吐句。
2.isa原理
2.1 源碼
2.1.1 isa
union isa_t { //union共用體
isa_t() { }
isa_t(uintptr_t value) : bits(value) { }
Class cls;
uintptr_t bits;
#if defined(ISA_BITFIELD)
struct {
ISA_BITFIELD; // defined in isa.h
};
#endif
};
2.1.2 objc_object中初始化isa方法源碼如下
// objc_private.h
struct objc_object {
private:
isa_t isa;
public:
···
private:
void initIsa(Class newCls, bool nonpointer, bool hasCxxDtor);
···
}
// objc-object.h
inline void
objc_object::initIsa(Class cls, bool nonpointer, bool hasCxxDtor)
{
assert(!isTaggedPointer());
if (!nonpointer) {
// 2.1.1
isa.cls = cls;
} else {
// 2.1.2
assert(!DisableNonpointerIsa);
assert(!cls->instancesRequireRawIsa());
...//省略了部分不重要代碼
isa_t newisa(0);
newisa.bits = ISA_MAGIC_VALUE;
// isa.magic is part of ISA_MAGIC_VALUE
// isa.nonpointer is part of ISA_MAGIC_VALUE
newisa.has_cxx_dtor = hasCxxDtor;
newisa.shiftcls = (uintptr_t)cls >> 3;
isa = newisa;
}
}
}
通常我們創(chuàng)建的OC對(duì)象都是nonpointer,所以會(huì)執(zhí)行2.1.2，創(chuàng)建一個(gè)isa_t類型的newisa并初始化其成員bits為0店读。
2.1.3嗦枢、shiftcls
// 獲取內(nèi)存地址
isa_t中 有一個(gè)shiftcls 長(zhǎng)度為33位， 存放的就是地址 通過(guò)&一個(gè)掩碼值屯断，就可以獲取shiftcls存放的值文虏。
- 我們?cè)趚86_64（模擬器下）為研究，ISA_BITFIELD定義如下：
image.png
- shiftcls的值為二進(jìn)制的3~46位殖演。
2.2驗(yàn)證
// 實(shí)例化
Person *p = [[Person alloc] init];
// 獲取類對(duì)象地址
Class person_class = [Person class];
// 獲取元類對(duì)象的地址
Class person_meta_class = object_getClass(person_class);
// 打印p->isa
(lldb) p/x (long)p->isa //x表示轉(zhuǎn)化為十六進(jìn)制
(long) $0 = 0x001d800100001149
// 打印 person_class地址氧秘，查看p->isa是否已person_class地址一致
(lldb) p/x person_class
(Class) $1 = 0x0000000100001148 Person
兩次打印結(jié)果不一致
在64位之后，isa的內(nèi)存地址需要&一個(gè)掩碼值趴久，才能獲取到真正的內(nèi)存地址
# if __arm64__
# define ISA_MASK 0x0000000ffffffff8ULL
# define ISA_MAGIC_MASK 0x000003f000000001ULL
# define ISA_MAGIC_VALUE 0x000001a000000001ULL
# elif __x86_64__
# define ISA_MASK 0x00007ffffffffff8ULL
# define ISA_MAGIC_MASK 0x001f800000000001ULL
# define ISA_MAGIC_VALUE 0x001d800000000001ULL
(lldb) p/x 0x001d800100001149 & 0x00007ffffffffff8
(long) $4 = 0x0000000100001148
(lldb) p/x person_class
(Class) $1 = 0x0000000100001148 Person
這次確實(shí)兩次地址值一致
由此可見(jiàn)實(shí)例對(duì)象的isa確實(shí)是指向了類對(duì)象的內(nèi)存地址
若要證明 類對(duì)象的isa指向元類對(duì)象丸相，需要自定義一個(gè)objc_class
struct pf_objc_class {
Class isa;
};
// 將類對(duì)象轉(zhuǎn)化為pf_objc_class結(jié)構(gòu)體，才能獲取到類對(duì)象的isa
struct pf_objc_class *person_class2 = (__bridge struct pf_objc_class *)(person_class);
// 類對(duì)象的isa地址
(lldb) p/x person_class2->isa
(Class) $5 = 0x001d800100001121
// 元類對(duì)象的實(shí)際地址
(lldb) p/x person_meta_class
(Class) $6 = 0x0000000100001120
// 同樣將類對(duì)象的isa值&掩碼值后等于元類對(duì)象的地址
(lldb) p/x 0x001d800100001121 & 0x00007ffffffffff8
(long) $7 = 0x0000000100001120
3.總結(jié)
- 對(duì)象和類的通過(guò)對(duì)象中的ias的shiftcls進(jìn)行關(guān)聯(lián)彼棍，class方法本質(zhì)上返回的是isa的shiftcls灭忠，其底層實(shí)現(xiàn)通過(guò)isa.bit& ISA_MASK獲取到shiftcls的值。
- 我們可以理解為類實(shí)例化的對(duì)象的isa指向該類座硕。
