OC底層原理(二):OC對(duì)象的分類

接上篇OC底層原理(一)
平時(shí)自己都有學(xué)習(xí)一些底層原理,但是太過分散培愁,也沒有寫過筆記著摔,這次正好通過mj課程查漏補(bǔ)缺,也記錄下來定续。

這篇還有一道面試題谍咆,我們還是在最后解答

問:對(duì)象的isa指針指向哪里禾锤?
之前我們一直說對(duì)象,但是其實(shí)我們說的都是實(shí)例對(duì)象摹察,也就是instance對(duì)象恩掷,在Objective-C中的對(duì)象,其實(shí)有三種:
  • instance對(duì)象(實(shí)例對(duì)象)
  • class對(duì)象(類對(duì)象)
  • meta-class對(duì)象(元類對(duì)象)
  1. instance對(duì)象
    instance對(duì)象就是通過類alloc出來的對(duì)象供嚎,每次調(diào)用alloc都會(huì)產(chǎn)生新的instance對(duì)象
NSObjcet *object1 = [[NSObjcet alloc] init];
NSObjcet *object2 = [[NSObjcet alloc] init];

這是兩個(gè)不同的實(shí)例對(duì)象黄娘,分別占據(jù)兩塊不同的內(nèi)存。
實(shí)例對(duì)象在內(nèi)存中存儲(chǔ)的信息包括

  • isa指針
  • 其他成員變量
image.png
  1. class對(duì)象
    我們通過class方法或runtime方法得到一個(gè)class對(duì)象查坪。class對(duì)象也就是類對(duì)象
NSObjcet *object1 = [[NSObjcet alloc] init];
NSObjcet *object2 = [[NSObjcet alloc] init];

Class objectClass1 = [object1 class];
Class objectClass2 = [object2 class];
Class objectClass3 = [NSObject class];
// runtime
Class objectClass4 = object_getClass(object1);
Class objectClass5 = object_getClass(object2);

objectClass1~~ objectClass5都是類對(duì)象,他們是同一個(gè)類對(duì)象宁炫,每一個(gè)類在內(nèi)存中有且只有一個(gè)class對(duì)象偿曙。
class對(duì)象在內(nèi)存中存儲(chǔ)的信息主要包括

  • isa指針
  • superclass指針
  • 類的屬性信息(@property),類的成員變量信息(ivar)類的對(duì)象方法信息(instance method)羔巢,類的協(xié)議信息(protocol)
image.png
  1. meta-class對(duì)象
    runtime方法object_getClass中傳入類對(duì)象望忆,得到的就是元類對(duì)象
//runtime方法object_getClass中傳入類對(duì)象,得到的就是元類對(duì)象
Class objectMetaClass = object_getClass([NSObject class]);
// 但是調(diào)用類對(duì)象的class方法時(shí)得到還是類對(duì)象竿秆,無論調(diào)用多少次都是類對(duì)象
Class objectClass3 = [NSObject class];
Class cls = [[NSObject class] class];

PS:為什么上面調(diào)用class方法還是返回類對(duì)象启摄,可以查看到其源碼。

+ (Class)class {
    return self;
}
- (Class)class {
    return object_getClass(self);
}
//object_getClass方法實(shí)現(xiàn)幽钢,在其他文件中歉备,一起貼過來了
Class object_getClass(id obj)
{
    if (obj) return obj->getIsa();
    else return Nil;
}

上面第一段代碼中objectMetaClass是NSObject的meta-class對(duì)象(元類對(duì)象)
每個(gè)類在內(nèi)存中有且只有一個(gè)meta-class對(duì)象。
meta-class對(duì)象和class對(duì)象的內(nèi)存結(jié)構(gòu)是一樣的匪燕,但是用途不一樣蕾羊,在內(nèi)存中存儲(chǔ)的信息主要包括

  • isa指針
  • superclass指針
  • 類的類方法的信息(class method)
image.png

meta-class對(duì)象和class對(duì)象的內(nèi)存結(jié)構(gòu)是一樣的,只是因?yàn)榇鎯?chǔ)信息不一樣帽驯,有的信息是空的龟再,圖中只是展示了主要信息。

isa指針

這里就要放這張圖了


image.png

isa尼变、superclass總結(jié)

  1. instance的isa指向class
  2. class的isa指向meta-class
  3. meta-class的isa指向基類的meta-class利凑,基類的isa指向自己
  4. class的superclass指向父類的class,如果沒有父類嫌术,superclass指針為nil
  5. meta-class的superclass指向父類的meta-class哀澈,基類的meta-class的superclass指向基類的class
  6. instance調(diào)用對(duì)象方法的軌跡,isa找到class度气,方法不存在日丹,就通過superclass找父類
  7. class調(diào)用類方法的軌跡,isa找meta-class蚯嫌,方法不存在哲虾,就通過superclass找父類
為了證明isa指針的指向是不是我們上面所說的那樣丙躏,我們用代碼來試一下。
image.png

通過斷點(diǎn)log出來person對(duì)象的isa指針和personClass對(duì)象的地址來看束凑,他們并不一樣晒旅。為什么呢?實(shí)際上從蘋果64位系統(tǒng)開始汪诉,isa還需要一次位運(yùn)算才能得到真正所指向的真實(shí)地址,位運(yùn)算可以在objc4源碼中找到废恋。

//這里是簡(jiǎn)化后的內(nèi)容,只取了我們需要的
# if __arm64__
#   define ISA_MASK        0x0000000ffffffff8ULL
# elif __x86_64__
#   define ISA_MASK        0x00007ffffffffff8ULL

因?yàn)槲覀兪窃趍ac上進(jìn)行所以應(yīng)該是x86架構(gòu)扒寄,我們進(jìn)行一下運(yùn)算


image.png

這里我們就能看到person實(shí)例對(duì)象的isa指針指向的地址0x001d800100001229進(jìn)行位運(yùn)算&0x00007ffffffffff8之后鱼鼓,得到的最終地址就是0x0000000100001228,和personClass這個(gè)類對(duì)象地址一致该编,也驗(yàn)證了我們的說法迄本。

然后我們?cè)倏匆幌聀ersonClass(類對(duì)象)的isa是不是指向personMetaClass(元類對(duì)象)

但是我們發(fā)現(xiàn)類對(duì)象無法直接打印出來isa指針
image.png

對(duì)于類對(duì)象,我們已經(jīng)知道了它的結(jié)構(gòu)并且結(jié)構(gòu)里肯定是有isa指針這個(gè)成員课竣,這里我們自己定義一個(gè)結(jié)構(gòu)體強(qiáng)制轉(zhuǎn)換一下嘉赎,拿到這個(gè)isa指針
image.png

然后我們?cè)倏匆幌耰sa指針的地址


image.png

我們發(fā)現(xiàn)經(jīng)過轉(zhuǎn)換后取到personClass(類對(duì)象)的isa同樣需要經(jīng)過位運(yùn)算得到personMetaClass(元類對(duì)上)的地址。
驗(yàn)證完成
面試題解答

問:對(duì)象的isa指針指向哪里于樟?
答:instance對(duì)象的isa指針指向class對(duì)象公条,
class對(duì)象的isa指針指向meta-class對(duì)象,
meta-class對(duì)象的isa指針指向基類的meta-class對(duì)象迂曲,
基類的meta-class的isa指針也指向自己靶橱。

最后編輯于
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