摘要：Objective-C是基于C語(yǔ)言加入了面向?qū)ο筇匦院拖⑥D(zhuǎn)發(fā)機(jī)制的動(dòng)態(tài)語(yǔ)言仆邓，這意味著它不僅需要一個(gè)編譯器鲜滩，還需要Runtime系統(tǒng)來(lái)動(dòng)態(tài)創(chuàng)建類和對(duì)象，進(jìn)行消息發(fā)送和轉(zhuǎn)發(fā)节值。
1. Runtime數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
在Objective-C中徙硅，使用[receiver message]語(yǔ)法并不會(huì)馬上執(zhí)行receiver對(duì)象的message方法的代碼，而是向receiver發(fā)送一條message消息搞疗，這條消息可能由receiver來(lái)處理嗓蘑，也可能又轉(zhuǎn)發(fā)給其他對(duì)象來(lái)處理，也有可能假裝沒(méi)有接收到這條消息而不處理匿乃。其實(shí)[receiver message]被編譯器轉(zhuǎn)化為：
id objc_msgSend (id selg, SEL op, ...);
1> SEL
SEL是函數(shù)objc_msgSend第二個(gè)參數(shù)的數(shù)據(jù)類型桩皿，表示方法選擇器，可以查看SEL數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下：
typedef struce objc_selector *SEL;
其實(shí)它就是映射到方法的C字符串幢炸，可以通過(guò)Objc編譯器命令@selector()或者Runtime系統(tǒng)的sel_registerName函數(shù)來(lái)獲取一個(gè)SEL類型的方法選擇器泄隔，在知道selector對(duì)應(yīng)的方法名時(shí)，可以通過(guò)NSStringFromSelector(SEL aSelector)方法將SEL轉(zhuǎn)化為字符串用NSLog打印
2> id
id時(shí)通用類型指針宛徊，能夠表示任何對(duì)象佛嬉。查看id數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下：
/// Represents an instance of a class.
sturct objc_object {
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};
/// A pointer to an instance of a class.
typedef struct objc_object *id;
id其實(shí)就是一個(gè)指向objc_object結(jié)構(gòu)體的指針，它包含一個(gè)Class isa成員闸天，根據(jù)isa指針就能找到對(duì)象所屬的類暖呕。
??注意： key-valueobserving是使用isa-swizzling的技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，isa指針在運(yùn)行時(shí)被修改苞氮，指向一個(gè)中間類而不是真正的類湾揽，所以不能使用isa指針來(lái)確定類的關(guān)系，而是使用class方法來(lái)確定實(shí)例對(duì)象的類葱淳。
3> Class
isa指針的數(shù)據(jù)類型是Class钝腺，Class表示對(duì)象所屬的類，可以查看到Class的定義如下：
/// An opaque type that represents an Objective-C class.
typedef struct objc_class *Class;
可以看到Class其實(shí)時(shí)一個(gè)objc_class結(jié)構(gòu)體指針赞厕，在objc.h文件里找不到它的定義艳狐，可以到runtime.h文件里去查看objc_class結(jié)構(gòu)體的定義。
4> objc_class
打開(kāi)runtime.h文件皿桑，可以找到objc_class結(jié)構(gòu)體定義如下：
struct objc_class {
//isa指針指向Meta Class毫目，因?yàn)镺bjc的類的本身也是一個(gè)Object蔬啡，為了處理這個(gè)關(guān)系，runtime就創(chuàng)造了Meta Class镀虐，當(dāng)給類發(fā)送[NSObject alloc]這樣消息時(shí)箱蟆，實(shí)際上是把這個(gè)消息發(fā)給了Class Object
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
// 父類
Class super_class OBJC2_UNAVAILABLE;
// 類名
const char *name OBJC2_UNAVAILABLE;
// 類的版本信息，默認(rèn)為0
long version OBJC2_UNAVAILABLE;
// 類信息刮便，供運(yùn)行期使用的一些位標(biāo)識(shí)
long info OBJC2_UNAVAILABLE;
// 該類的實(shí)例變量大小
long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE;
// 該類的成員變量鏈表
struct objc_ivar_list *ivars OBJC2_UNAVAILABLE;
// 方法定義的鏈表
struct objc_method_list **methodLists OBJC2_UNAVAILABLE;
// 方法緩存空猜，對(duì)象接到一個(gè)消息會(huì)根據(jù)isa指針查找消息對(duì)象，這時(shí)會(huì)在method Lists中遍歷恨旱，如果cache了辈毯，常用的方法調(diào)用時(shí)就能夠提高調(diào)用的效率。
struct objc_cache *cache OBJC2_UNAVAILABLE;
// 協(xié)議鏈表
struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;
1. isa與super_class
isa表示一個(gè)Class對(duì)象的Class搜贤，也就是Meta Class谆沃。在面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)中，一切都是對(duì)象仪芒，Class在設(shè)計(jì)中本身也是一個(gè)對(duì)象唁影。可以看到objc_class有以下定義：
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
......
}
由此可見(jiàn)掂名，結(jié)構(gòu)體objc_class也是繼承objc_object据沈，說(shuō)明Class在設(shè)計(jì)中本身也是一個(gè)對(duì)象。其實(shí)Meta Class也是一個(gè)Class铆隘，那么它也跟其他Class一樣有自己的isa和super_class指針卓舵，關(guān)系如下圖所示：
上圖實(shí)線是super_class指針南用，虛線是isa指針膀钠。有幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)需要解釋下：
- Root class(class)其實(shí)就是NSObject，NSObject是沒(méi)有父類的裹虫，所以Root class(class)的superclass指向nil肿嘲；
- 每個(gè)Class都有一個(gè)isa指針指向唯一的Meta class；
- Root class(meta)的superclass指向Root class(class)筑公，也就是NSObject雳窟，形成一個(gè)回路；
- 每個(gè)Meta class的isa指針都指向Root class（meta）匣屡。
2. ivars
ivars表示過(guò)個(gè)成員變量封救，它指向objc_ivar_list結(jié)構(gòu)體。在rutime.h可以看到它的定義：
struct objc_ivar_list {
int ivar_count OBJC2_UNAVAILABLE;
#ifdef __LP64__
int space OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
/* variable length struceure */
struct objc_ivar ivar_list[1] OBJC2_UNAVAILABLE;
}
objc_ivar_list其實(shí)就是一個(gè)鏈表捣作，存儲(chǔ)多個(gè)objc_ivar誉结，而objc_ivar結(jié)構(gòu)體存儲(chǔ)類的單個(gè)成員變量信息。
3. methodLists
methodLists表示方法列表券躁，它指向objc_method_list結(jié)構(gòu)體的二級(jí)指針惩坑，可以動(dòng)態(tài)修改*methodLists的值來(lái)添加成員方法掉盅，也是Category實(shí)現(xiàn)原理，同樣也解釋Category不能添加屬性的原因以舒。在runtime.h可以看到它的定義：
struct objc_method_list {
struct objc_method_list *obsolete OBJC2_UNAVAILABLE;
int method_count OBJC2_UNAVAILABLE;
#ifdef __LP64__
int space OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
/* variable length structure */
struct objc_method method_list[1] OBJC2_UNAVAILABLE;
}
同理趾痘，objc_method_list也是一個(gè)鏈表，存儲(chǔ)多個(gè)objc_method蔓钟，而objc_method結(jié)構(gòu)體存儲(chǔ)類的某個(gè)方法的信息永票。
cache用來(lái)緩存經(jīng)常訪問(wèn)的方法，它指向objc_cache結(jié)構(gòu)體滥沫，后面會(huì)重點(diǎn)講到瓦侮。
protocols表示類遵循哪些協(xié)議。
