iOS底層原理總結--instance、class、meta-calss對象的isa和superclass

iOS底層原理總結--OC對象的本質(一) - 掘金

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

OC對象的分類主要能夠分爲三種:

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

instance

instance對象就是經過類alloc出來的對象，每次調用alloc都會產生新的instance對象。

NSObject *obj1 = [[NSObject alloc]init];
NSObject *obj2 = [[NSObject alloc]init];
複製代碼

• obj一、obj2是NSObject的instance對象 (實例對象)
• 它們是不一樣的兩個對象，分別佔據兩塊不一樣的內存空間

instance對象在內存中存儲的信息包括

• isa指針（全部的實例對象都有的。）
• 其餘成員變量。

問題： 爲何全部的實例對象內存中都有isa那？

答： 由於全部的OC類都是繼承自NSObject，因此每個集成的類都包含NSObject裏面所包含的isa。

///> 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;
複製代碼

• p1 存儲的必定是 右側[[Person alloc]init] 中實例的對象
  • isa指針
  • _age = 3
  • 若是isa的內存地址爲0x10010，那麼咱們的p1的內存地址也是0x10010，由於isa必定在實例對象的第一位，因此isa的內存地址就是person的內存地址。

class

Class對象在內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
複製代碼

• isa 指針
• superClass 指針
• 類的屬性信息(@property)、類的對象方法信息(instance method)
• 類的協議信息(protocol)、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，至關於存儲的描述信息，只須要存儲一份。

    

meta-class

meta-class對象在內存中存儲的信息包括

/// 注意： 這個位置咱們調用的runtime的object_getClass方法 傳入的值是 ！！！類對象！！！
Class objectMeatClass = object_getClass([NSObject class]); ///> 元類對象
複製代碼

• objectMeatClass是NSObject的meta-class對象（元類對象）
• 每一個類在內存中有且只有一個meta-class對象
• meta-class對象和class對象的內存結構是同樣的，可是用途不同，在內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)

    

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

isa指針

問題1： oc對象的isa指針指向哪裏？

問題2： oc類信息存放在哪裏？

下面三種isa中必定存在着某種聯繫的，由於當咱們調用一個對象方法 其實是運用了OC的消息機制：

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

複製代碼

而且類的對象方法存儲的位置在類對象中，而咱們的person是一個實例對象，咱們須要經過實例對象isa指針去尋找person的類對象，而後調用存儲在類對象中的test類方法。

• instance：實例對象中主要存儲的是isa和其餘成員變量，isa指針指向着class類對象，
• class： 類對象中主要存儲的是isa、superclass、屬性、對象方法、協議、成員變量。而且類對象的isa指針指向meta-class類對象
• meta-class： 元類對象中存儲 isa、superclass、類方法的信息。

從64bit開始，isa須要進行一次位運算，才能計算出真實地址

• ISA_MASK:

  

superclass

class對象的superclass指針

• 上圖：咱們有一個Student對象，而且繼承Person對象
• 當Student的Instance對象調用Person對象的方法時
  • 會先經過 Student的instance對象的isa指針去找到Student的class
  • 而後，經過Student類對象superclass 尋找Person的class
  • person中存儲着對象方法，找到並實現。
  • student的superclass -> person class
  • person的 superclass -> NSObject class

meta-class對象的superclass指針

• 上圖有一個Student對象，而且繼承Person對象
• 當Student的Class對象調用Person類的方法時
  • 會先經過 Student的class對象的isa指針去找到Student的meta-class
  • 而後，經過Student的meta-class對象superclass 尋找Person的meta-class
  • person的mete-class中存儲着類方法，找到並實現。

總結

• 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

  • 若是沒有父類，superclass指針爲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調用對象方法的軌跡

  • isa先找到class，方法不存在，就經過superclass找父類

• class調用的類方法的軌跡

  • isa找到meta-class，方法不存在，經過superclass找到父類

問題1： oc對象的isa指針指向哪裏？

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

問題2： oc類信息存放在哪裏？

1. instance對象： 成員變量的具體值
2. class對象： 對象方法、屬性、成員變量描述信息、協議信息
3. meta-class對象： 類方法

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• 文章總結自MJ老師底層視頻。