??我們這里討論類的結(jié)構(gòu)拣挪，我們先定義2個類Strudent和Person逼庞，Strudent繼承自Person，Person繼承自NSObject闺鲸。

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>
#import <malloc/malloc.h>
#   define ISA_MASK        0x00007ffffffffff8ULL
@interface Person : NSObject{
    NSString *nickname;
}
@property (nonatomic, copy)NSString *name;
-(void)eat;
+(void)drink;
@end

@implementation Person
-(void)eat{
    NSLog(@"eat");
}
+(void)drink{
    NSLog(@"drink");
}
@end

@interface Student : Person
@end
@implementation Student
@end

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        Student *student = [[Student alloc]init];
        Person *person = [[Person alloc]init];
        NSLog(@"%@ - %@",student,person);
     }
    return 0;
}

我們先用lldb調(diào)試，看看類的在內(nèi)存中的地址埃叭。

元類

1.實(shí)例對象中存放成員變量涩僻，實(shí)例對象的isa指向類對象
2.類對象中存放實(shí)例方法缭召，類對象的isa指向元類對象
3.元類對象存放類方法，元類對象的isa指向根元類NSObject

我們可以繼續(xù)往下進(jìn)行lldb的調(diào)試逆日，得到根類NSObject嵌巷，lldb的說明和我們上面的一樣。

image.png

        Class class1 = [Person class];
        Class class2 = [Person alloc].class;
        Class class3 = object_getClass([Person alloc]);
        Class class4 = [Person alloc].class;
        
        NSLog(@"%p",class1);
        NSLog(@"%p",class2);
        NSLog(@"%p",class3);
        NSLog(@"%p",class4);

打印結(jié)果：

isa流程圖.png

objc_class & objc_object

??為什么對象哥纫，類，元類痴奏，都有isa呢蛀骇？我們查看源碼，里面有一個類型读拆。

struct objc_object {
    Class _Nonnull isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};

??然后我們查看發(fā)現(xiàn)有一個繼承自他的類

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

??說白了擅憔，我們的NSObject對象只是OC幫我們封裝后的記過，在底層C/C++的實(shí)現(xiàn)里檐晕，是沒有對象的概念的暑诸，在底層類都是struct objc_class類型的，然后繼承自objc_object(結(jié)構(gòu)體)辟灰。
上面我們說到了个榕，實(shí)例方法存在類對象里，類方法存在元類里芥喇，那么我們怎么驗(yàn)證呢西采？

內(nèi)存偏移

        int a = 10;
        int b = 10;
        NSLog(@"%d----%p",a,&a);
        NSLog(@"%d----%p",b,&b);

ab的內(nèi)存地址差了4個字節(jié)簿晓。我們再來看數(shù)組指針，

//數(shù)組指針
    int c[4] = {1, 2, 3, 4};
    int *d = c;
    NSLog(@"%p -- %p - %p", &c, &c[0], &c[1]);
    NSLog(@"%p -- %p - %p", d, d+1, d+2);

從打印結(jié)果我們知道：

• &c和&c[0]都是取 首地址千埃，即數(shù)組名等于首地址憔儿，所以相同。
• &c與&c[1]相差4個字節(jié)放可，地址之間相差的字節(jié)數(shù)谒臼，主要取決于存儲的數(shù)據(jù)類型
• 可以通過 首地址+偏移量取出數(shù)組中的其他元素，其中偏移量是數(shù)組的下標(biāo)耀里，內(nèi)存中首地址實(shí)際移動的字節(jié)數(shù)等于 偏移量 x 數(shù)據(jù)類型字節(jié)數(shù)

所以剛才我們打印出來的NSObject就是根據(jù)內(nèi)存偏移得出來的蜈缤，那么接下來我們想要知道類里面的bits信息，我們只需要知道cache的大小冯挎，然后讓內(nèi)存偏移就行了底哥。剛才的結(jié)果可不是蒙的哦~

計(jì)算cache類的內(nèi)存大小

進(jìn)入cache類cache_t的定義（只貼出了結(jié)構(gòu)體中非static修飾的屬性，主要是因?yàn)?code>static類型的屬性不存在結(jié)構(gòu)體的內(nèi)存中）房官，有如下幾個屬性

struct cache_t {
#if CACHE_MASK_STORAGE == CACHE_MASK_STORAGE_OUTLINED
    explicit_atomic<struct bucket_t *> _buckets; // 是一個結(jié)構(gòu)體指針類型趾徽，占8字節(jié)
    explicit_atomic<mask_t> _mask; //是mask_t 類型，而 mask_t 是 unsigned int 的別名翰守，占4字節(jié)
#elif CACHE_MASK_STORAGE == CACHE_MASK_STORAGE_HIGH_16
    explicit_atomic<uintptr_t> _maskAndBuckets; //是指針蛮拔，占8字節(jié)
    mask_t _mask_unused; //是mask_t 類型舷丹，而 mask_t 是 uint32_t 類型定義的別名锄蹂，占4字節(jié)
    
#if __LP64__
    uint16_t _flags;  //是uint16_t類型狼牺，uint16_t是 unsigned short 的別名，占 2個字節(jié)
#endif
    uint16_t _occupied; //是uint16_t類型事示，uint16_t是 unsigned short 的別名，占 2個字節(jié)

計(jì)算前兩個屬性的內(nèi)存大小僻肖，有以下兩種情況肖爵，最后的內(nèi)存大小總和都是12字節(jié)
【情況一】if流程

• buckets類型是struct bucket_t *，是結(jié)構(gòu)體指針類型臀脏，占8字節(jié)
• mask是mask_t類型劝堪，而mask_t是unsigned int的別名，占4字節(jié)

【情況二】elseif流程

• _maskAndBuckets是uintptr_t類型揉稚，它是一個指針秒啦，占8字節(jié)
• _mask_unused是mask_t類型，而mask_t是uint32_t類型定義的別名搀玖，占4字節(jié)
• _flags是uint16_t類型余境，uint16_t是unsigned short的別名，占 2個字節(jié)
• _occupied是uint16_t類型，uint16_t是unsigned short的別名芳来，占 2個字節(jié)
  所以最后計(jì)算出cache類的內(nèi)存大小 = 12 + 2 + 2 = 16字節(jié)含末。
  接下來我們就來重點(diǎn)了，獲取bits即舌。所有的內(nèi)容我們只需要首地址偏移32字節(jié)即可佣盒。然后看lldb調(diào)試(下圖)。（bits的類型class_data_bits_t）
  
  
  注：
• x/4gx我們拿到Person類的首地址0x100002138+32 = 0x100002158(16進(jìn)制)
• p $1->data()是因?yàn)?code>OC底層有提供bits的data()方法,我們可以看到方法列表的類型是class_rw_t（class_rw_t類型圖如下）
  

class_rw_t

我們繼續(xù)lldb調(diào)試顽聂，打印其中的屬性列表肥惭，方法列表。

@interface Person : NSObject{
    NSString *name;
}
@property (nonatomic, copy)NSString *nickname;
-(void)eat;
+(void)run;
@end

明明有兩個，那么name這個成員變量跑哪里去了呢嗦明？為什么property_list中只有屬性笼沥，沒有成員變量呢？

探索成員變量的存儲位置

在剛才我們查看class_rw_t的類型的時候娶牌，我們發(fā)現(xiàn)了methods()奔浅，properties()，protocols()诗良，然后在網(wǎng)上汹桦，我們還有一個類型沒有注意到class_ro_t(如下圖)

探索方法列表methods_list

剛才我們lldb調(diào)試的是properities(),這次我們用methods()总处。

總結(jié)：

• objc_object是我們OC底層實(shí)現(xiàn)對象的基類，里面重要的數(shù)據(jù)類型就是澜汤，Class ISA蚜迅，Class superclass，cache_t cache俊抵，class_data_bits_t bits,重要的信息比如屬性列表谁不，方法列表，協(xié)議列表都放在bits這里徽诲。

• 通過{}定義的屬性沒有set和get方法刹帕，存放在bits --> data() -->ro() --> ivars獲取成員變量列表

• 通過@ property定義的屬性，存放在bits --> data() -->() --> list獲取成員屬性列表

• 方法在底層的類型是class_rw_t類型谎替，在class_rw_t的實(shí)現(xiàn)內(nèi)部偷溺，我們又發(fā)現(xiàn)了類方法的類型是class_ro_t的類型。

• 類的實(shí)例方法存儲在類的bits屬性中钱贯，通過bits --> methods() --> list獲取實(shí)例方法列表挫掏，例如Person類的實(shí)例方法eat就存儲在Person類的bits屬性中，類中的方法列表除了包括實(shí)例方法秩命，還包括屬性的set方法和get方法

• 類的類方法存儲在元類的bits屬性中尉共，通過元類bits --> methods() --> list獲取類方法列表，例如Person中的類方法run就存儲在Person類的元類（名稱也是Person）的bits屬性中