準備

需要使用到編譯的objc源碼，objc4可下載词顾，編輯可執(zhí)行程序可參考最新macOS 10.15下objc4-779.1源碼編譯調(diào)試。以下是基于Mac OS平臺運行碱妆，ISA_BITFIELD為在x86架構(gòu)下進行取值肉盹。

isa指向

創(chuàng)建一個LGPerson類的實例化對象person，以16進制打印person地址疹尾，0x0000000100753450是當前對象的地址上忍，x/4gx person 格式化輸出person對象的內(nèi)存骤肛，我們知道首地址為isa，將isa 的地址和ISA_MASK 按位與運算窍蓝，可得到0x00000001000080e8地址腋颠，po該地址得到輸出為LGPerson，從而得到ISA_MASK 0x00007ffffffffff8ULL的作用是舍去低三位和高17位吓笙，從而獲取中間的44位即shiftcls淑玫，在之前我們知道shiftcls是存儲了類指針的值。再次16進制輸出LGPerson類自身時得到地址0x00000001000080e8面睛，由此可知對象的isa指向是類絮蒿。

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        LGPerson *person = [LGPerson alloc];
    }
    return 0;
}

person.png

LGPerson.png

再次格式化輸出LGPerson得到isa，然后將isa & ISA_MASK 按位與計算后得到shiftcls 0x00000001000080c0叁鉴，可以得到輸出也是LGPerson土涝，從而可以得到此時LGPerson為元類。

• 元類的定義和創(chuàng)建是由編譯器自動完成幌墓，實例對象的isa指向類對象,類對象的isa指向元類但壮。作用是將實例方法和類方法進行分區(qū)存放，實例方法存在于類中克锣，類方法存在于元類中

NSObject.png

再次格式化輸出LGPerson得到isa茵肃，然后將isa & ISA_MASK 按位與計算后得到shiftcls 0x000000010034c0f0，可以得到輸出也是NSObject袭祟，然后以16進制打印NSObject.class后得到地址為0x000000010034c140，類型為NSObject的類捞附，此時NSObject被稱為根元類巾乳。從而可以得到如下圖中的流程：

isa及繼承流程.png

• 從圖中總結(jié)繼承流程：繼承只存在于類中，子類繼承自父類鸟召，父類繼承自根類（NSObject）胆绊，NSObject繼承自nil，類和元類只存在isa指向關(guān)系欧募，不存在繼承關(guān)系压状，子元類繼承自父元類，父元類繼承自根元類跟继，根元類繼承自NSObject种冬。

類的內(nèi)存分布

• objc_object 是C/C++編寫的結(jié)構(gòu)體 ，是所有類的最低層的實現(xiàn)舔糖，包含了一個isa屬性娱两。
• objc_class繼承自objc_object是所有自定義類的基礎(chǔ)，在objc_class中主要有繼承自objc_object的isa金吗，Class superclass十兢、cache_t cache和class_data_bits_t bits趣竣，類中的屬性，實例方法和協(xié)議都被保存在bits旱物。

對于類的屬性我們可以使用內(nèi)存平移的方式進行訪問.

struct objc_class : objc_object {
    //  Class ISA;        8字節(jié)
    Class superclass;        8字節(jié)
    cache_t cache;        16字節(jié)
    class_data_bits_t bits; 
    class_rw_t *data()  const {
        return bits.data();
    }
}

以上是ISA和superclass是容易理解的都是Class類型遥缕，占8字節(jié)。主要就是cache的大小宵呛。

objc_class.png

struct cache_t {
#if CACHE_MASK_STORAGE == CACHE_MASK_STORAGE_OUTLINED
    explicit_atomic<struct bucket_t *> _buckets;
    explicit_atomic<mask_t> _mask;
#elif CACHE_MASK_STORAGE == CACHE_MASK_STORAGE_HIGH_16
    explicit_atomic<uintptr_t> _maskAndBuckets;
    mask_t _mask_unused;
#if __LP64__
    uint16_t _flags;
#endif
    uint16_t _occupied;

由于static靜態(tài)類型數(shù)據(jù)不再類中单匣，所以cache_t中只有上面一些數(shù)據(jù)占用了內(nèi)存，buckets 為bucket_t類型其中的_imp為unsigned long uintptr_t占用8字節(jié)烤蜕，(unsigned int uint32_t)mask_t類型的_mask封孙。而類中的屬性，實例方法和協(xié)議在class_rw_t中讽营，如下代碼：

struct class_rw_t {

    const method_array_t methods() const {
        auto v = get_ro_or_rwe();
        if (v.is<class_rw_ext_t *>()) {
            return v.get<class_rw_ext_t *>()->methods;
        } else {
            return method_array_t{v.get<const class_ro_t *>()->baseMethods()};
        }
    }

    const property_array_t properties() const {
        auto v = get_ro_or_rwe();
        if (v.is<class_rw_ext_t *>()) {
            return v.get<class_rw_ext_t *>()->properties;
        } else {
            return property_array_t{v.get<const class_ro_t *>()->baseProperties};
        }
    }

    const protocol_array_t protocols() const {
        auto v = get_ro_or_rwe();
        if (v.is<class_rw_ext_t *>()) {
            return v.get<class_rw_ext_t *>()->protocols;
        } else {
            return protocol_array_t{v.get<const class_ro_t *>()->baseProtocols};
        }
    }
}

從而得到class_rw_t中包含了methods虎忌、properties和protocols屬性，所以可以看出關(guān)于類中的屬性橱鹏，方法和協(xié)議都在class_rw_t *data()中膜蠢。

拓展

objc_object 和對象的關(guān)系

對象是以objc_object為模板創(chuàng)建而來的，NSObject為OC層結(jié)構(gòu)莉兰，objc_object 為C/C++層的結(jié)構(gòu)體挑围。

指針平移

 int a[4] = {1, 2, 3, 4};
  int *b = a;
  for (int i = 0; i < 4; i++) {
      NSLog(@"索引取值：%d", a[i]);
      NSLog(@"指針取值：%d", *(b+i));
  }

聲明一個int數(shù)組a，聲明一個指針b指向數(shù)組a糖荒，然后分別使用數(shù)組下標和指針來輸出數(shù)據(jù)杉辙，得出如下結(jié)果：

指針運算.png

指針平移.png