窺探iOS底層實現(xiàn)--OC對象的本質(zhì)(一) - 掘金

窺探iOS底層實現(xiàn)--OC對象的本質(zhì)(二) - 掘金

窺探iOS底層實現(xiàn)--OC對象的分類：instance事镣、class步鉴、meta-calss對象的isa和superclass - 掘金

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OC對象的分類：instance、class璃哟、meta-calss對象的isa和superclass

OC對象的分類主要可以分為三種:

• instance對象 (實例對象)
• class對象 (類對象)
• meta-class對象 (元類對象)

instance

instance對象就是通過類alloc出來的對象氛琢，每次調(diào)用alloc都會產(chǎn)生新的instance對象。

NSObject *obj1 = [[NSObject alloc]init];
NSObject *obj2 = [[NSObject alloc]init];

• obj1随闪、obj2是NSObject的instance對象 (實例對象)
• 它們是不同的兩個對象阳似，分別占據(jù)兩塊不同的內(nèi)存空間

instance對象在內(nèi)存中存儲的信息包括

• isa指針（所有的實例對象都有的。）
• 其他成員變量蕴掏。

問題： 為什么所有的實例對象內(nèi)存中都有isa那障般？

答： 因為所有的OC類都是繼承自NSObject，所以每一個集成的類都包含NSObject里面所包含的isa盛杰。

///> Person類
@interface Person: NSObject{
@public
    int _age;
}
@end

@implementation Person
@end

int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        Person *p1 = [[Person alloc]init];
        p1->_age = 3;
        
        Person *p2 = [[Person alloc]init];
        p2->_age = 3;
        
    }
}
return 0;

OC_%E5%AF%B9%E8%B1%A1%E7%9A%84%E5%88%86%E7%B1%BB_instance01.png

• p1 存儲的一定是 右側(cè)[[Person alloc]init] 中實例的對象
  • isa指針
  • _age = 3
  • 如果isa的內(nèi)存地址為0x10010，那么我們的p1的內(nèi)存地址也是0x10010藐石，因為isa一定在實例對象的第一位即供，所以isa的內(nèi)存地址就是person的內(nèi)存地址。

class

Class對象在內(nèi)存中存儲的信息包括

       ///> 實例對象
       NSObject *object1 = [[NSObject alloc]init];    ///> 實例對象
       NSObject *object2 = [[NSObject alloc]init];    ///> 實例對象
       
       ///> 類對象
       Class object1Class = [object1 class];          ///> 類對象
       Class object2Class = [object2 class];          ///> 類對象
       Class object3Class = object_getClass(object1); ///> 類對象
       Class object4Class = object_getClass(object2); ///> 類對象
       Class object5Class = [NSObject class];         ///> 類對象

• isa 指針
• superClass 指針
• 類的屬性信息(@property)于微、類的對象方法信息(instance method)
• 類的協(xié)議信息(protocol)逗嫡、類的成員變量信息(ivar)

  • 成員變量信息：存儲的成員變量的類型，名字等株依，相當于存儲的描述信息驱证，只需要存儲一份。

    
    
    OC_2_%E5%AF%B9%E8%B1%A1%E7%9A%84%E5%88%86%E7%B1%BB_class.png

meta-class

meta-class對象在內(nèi)存中存儲的信息包括

/// 注意： 這個位置我們調(diào)用的runtime的object_getClass方法 傳入的值是  Ａ低蟆Ｄǔ！類對象＼佟；锏ァ！
Class objectMeatClass = object_getClass([NSObject class]); ///> 元類對象

• objectMeatClass是NSObject的meta-class對象（元類對象）
• 每個類在內(nèi)存中有且只有一個meta-class對象
• meta-class對象和class對象的內(nèi)存結(jié)構(gòu)是一樣的哈肖，但是用途不一樣吻育，在內(nèi)存中存儲的信息主要包括
  • isa指針
  • superclass指針

  • 類的類方法信息(class method)

    
    
    OC_2_%E5%AF%B9%E8%B1%A1%E7%9A%84%E5%88%86%E7%B1%BB_metaClass.png

 ///> 判斷一個對象是否s為元類對象
 BOOL result = class_isMetaClass([NSObject class]);

isa指針

問題1： oc對象的isa指針指向哪里？

問題2： oc類信息存放在哪里淤井？

下面三種isa中一定存在著某種聯(lián)系的布疼，因為當我們調(diào)用一個對象方法 實際上是運用了OC的消息機制：

Person *person = [[Person alloc]init]
[person test];
///> 相當于↓↓↓
objc_msgSend(person, @selector(test));

并且類的對象方法存儲的位置在類對象中摊趾，而我們的person是一個實例對象，我們需要通過實例對象isa指針去尋找person的類對象游两，然后調(diào)用存儲在類對象中的test類方法严就。

OC_2_%E5%AF%B9%E8%B1%A1%E7%9A%84%E5%88%86%E7%B1%BB_isa%E6%8C%87%E9%92%88.png

• instance：實例對象中主要存儲的是isa和其他成員變量，isa指針指向著class類對象器罐，
• class： 類對象中主要存儲的是isa梢为、superclass、屬性轰坊、對象方法铸董、協(xié)議、成員變量肴沫。并且類對象的isa指針指向meta-class類對象
• meta-class： 元類對象中存儲 isa粟害、superclass、類方法的信息颤芬。

從64bit開始悲幅，isa需要進行一次位運算，才能計算出真實地址

OC_2_%E5%AF%B9%E8%B1%A1%E7%9A%84%E5%88%86%E7%B1%BB_isa%E6%8C%87%E9%92%881.png

• ISA_MASK:

  
  
  OC_2_%E5%AF%B9%E8%B1%A1%E7%9A%84%E5%88%86%E7%B1%BB_ISA_MASK.png

superclass

class對象的superclass指針

OC_2_%E5%AF%B9%E8%B1%A1%E7%9A%84%E5%88%86%E7%B1%BB_class-%3Esuperclass.png

• 上圖：我們有一個Student對象，并且繼承Person對象
• 當Student的Instance對象調(diào)用Person對象的方法時
  • 會先通過 Student的instance對象的isa指針去找到Student的class
  • 然后奥务，通過Student類對象superclass 尋找Person的class
  • person中存儲著對象方法桨醋，找到并實現(xiàn)。
  • student的superclass -> person class
  • person的 superclass -> NSObject class

meta-class對象的superclass指針

OC_2_%E5%AF%B9%E8%B1%A1%E7%9A%84%E5%88%86%E7%B1%BB_meta-celss-%3Esuperclass.png

• 上圖有一個Student對象留荔，并且繼承Person對象
• 當Student的Class對象調(diào)用Person類的方法時
  • 會先通過 Student的class對象的isa指針去找到Student的meta-class
  • 然后，通過Student的meta-class對象superclass 尋找Person的meta-class
  • person的mete-class中存儲著類方法澜倦，找到并實現(xiàn)聚蝶。

總結(jié)

OC_2_%E5%AF%B9%E8%B1%A1%E7%9A%84%E5%88%86%E7%B1%BB_isa%3Asupercalss%E6%80%BB%E7%BB%93.png

• instance 的 isa指針 指向 class

• class 的 isa指針 指向 meta-class

• meta-class的 isa指針 指向 基類的meta-calss

• class的superclass指向父類的class
  • 如果沒有父類，superclass指針為nil

• meta-calss的superclass指向父類的meta-calss
  • 基類的meta-class的superclass指向基類的class

• instance調(diào)用對象方法的軌跡
  • isa先找到class藻治，方法不存在碘勉，就通過superclass找父類

• class調(diào)用的類方法的軌跡
  • isa找到meta-class，方法不存在桩卵，通過superclass找到父類

問題1： oc對象的isa指針指向哪里验靡？

1. 如果是instance對象： isa指針指向class對象
2. 如果是class對象： isa指針指向meta-class對象
3. 如果是meta-class對象： isa指針指向基類的meta-class對象

問題2： oc類信息存放在哪里？

1. instance對象： 成員變量的具體值
2. class對象： 對象方法吸占、屬性晴叨、成員變量描述信息、協(xié)議信息
3. meta-class對象： 類方法