网络中有个关于类的关系的图

isa流程图.png

图中虚线部分是isa的的继承关系
证明如下图

image.png

有关lldb指令的说明：

p/x 以16进制形式打印
x/4gx 读取内存地址，冒号左边为地址，冒号右边为地址存储的值
po 打印实现了description方法

对象->类

//打印16进制person的内存地址
(lldb) p/x person
(LGPerson *) $26 = 0x00000001006e8400
//读取person的内存地址
(lldb) x/4gx 0x00000001006e8400
0x1006e8400: 0x001d8001000020f1 0x0000000000000000
0x1006e8410: 0x00000001006e84e0 0x00000001006e8720
//isa指针与上ISA_MASK 0x00007ffffffffff8ULL得到类信息
(lldb) p/x 0x001d8001000020f1 & 0x00007ffffffffff8ULL
//得到类的信息
(unsigned long long) $27 = 0x00000001000020f0
(lldb) po 0x00000001000020f0
LGPerson

其中0x001d8001000020f1是类的isa指针，

类->元类

//读取类的地址的内存
(lldb) x/4gx 0x00000001000020f0
0x1000020f0: 0x00000001000020c8 0x0000000100334140
0x100002100: 0x000000010032e410 0x0000801000000000
(lldb) p/x 0x00000001000020c8 & 0x00007ffffffffff8ULL
//元类地址
(unsigned long long) $29 = 0x00000001000020c8
(lldb) po 0x00000001000020c8
LGPerson

其中0x00000001000020c8是元类的isa指针

元类->根元类

//读取元类的内存地址
(lldb) x/4gx 0x00000001000020c8
0x1000020c8: 0x00000001003340f0 0x00000001003340f0
0x1000020d8: 0x00000001006420f0 0x0004e03100000007
(lldb) po 0x00000001003340f0
NSObject

其中0x00000001003340f0是根元类的isa指针

根元类->根元类

(lldb) p/x 0x00000001003340f0 & 0x00007ffffffffff8ULL
(unsigned long long) $32 = 0x00000001003340f0
(lldb) x/4gx 0x00000001003340f0
0x1003340f0: 0x00000001003340f0 0x0000000100334140
0x100334100: 0x00000001006e6a50 0x0004e03100000007
(lldb) po 0x00000001003340f0
NSObject

类的继承

在objc-private.h中的objc_object是根对象

struct objc_object {
private:
    isa_t isa;
public:
    // ISA() assumes this is NOT a tagged pointer object
    Class ISA();
    省略号
};

objc_class也是继承自objc_object

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
    省略号
}

objc的源码地址
所以objc_object是万物的根源。所有的类都是由它的模板创建而来。上层通过底层objc的提供的方法创建对象。

类的结构

源码在objc-runtime-new.h中

struct objc_class : objc_object {
    // Class ISA;      isa指针8个字节
    Class superclass;        //父类8个字节
    cache_t cache;             // formerly cache pointer and vtable 16
    class_data_bits_t bits;    // class_rw_t * plus custom rr/alloc flags
    class_rw_t *data() const {
        return bits.data();
    }
    //省略号
  //下面的都是方法，方法不占用结构体内存
}

其中isa8个字节，父类superclass8个字节，cache占16个，根据c语言规范，要读取bits内容需要从objc_class的首地址开始偏移32位读取。
创建类

@interface LGPerson : NSObject

@property(nonatomic,copy) NSString *nickName;
@property(nonatomic,copy) NSString *identifer;

-(void)sayHello;

+(void)sayWorld;

@end

#import "LGPerson.h"

@implementation LGPerson
-(void)sayHello{
}
+(void)sayWorld{
}
@end

image.png

如图

获取类的首地址0x0000000100002248，objc_class是一个结构体，其中isa8个字节，父类superclass8个字节，cache占16个，要读取bits需要从类的首地址开始偏移32位读取。cache通过查看其源码得知是16位。
此时$1为bits，调用其data()方法，返回一个class_rw_t类型的数据$3，返回的数据信息不熟悉。查看class_rw_t源码有如下

    //方法
    const method_array_t methods() const {
        auto v = get_ro_or_rwe();
        if (v.is<class_rw_ext_t *>()) {
            return v.get<class_rw_ext_t *>()->methods;
        } else {
            return method_array_t{v.get<const class_ro_t *>()->baseMethods()};
        }
    }
    //属性
    const property_array_t properties() const {
        auto v = get_ro_or_rwe();
        if (v.is<class_rw_ext_t *>()) {
            return v.get<class_rw_ext_t *>()->properties;
        } else {
            return property_array_t{v.get<const class_ro_t *>()->baseProperties};
        }
    }

控制台打印class_rw_t的properties()方法

(const property_array_t) $4 = {
  list_array_tt<property_t, property_list_t> = {
     = {
      list = 0x00000001000021d0
      arrayAndFlag = 4294975952
    }
  }
}
(lldb) p $4.list
(property_list_t *const) $5 = 0x00000001000021d0
(lldb) p *$5
(property_list_t) $6 = {
  entsize_list_tt<property_t, property_list_t, 0> = {
    entsizeAndFlags = 16
    count = 2
    first = (name = "nickName", attributes = "T@\"NSString\",C,N,V_nickName")
  }
}

这个properties()方法可以获取我们在LGPerson中定义的属性如下图

image.png

同理，我们可以获取类中的methods

image.png

调用class_rw_t ($3)的methods()方法，返回方法信息
读取list中的信息，发现有6个方法，
- 在LGPerson中定义的方法sayHello
- 属性nikName和identifier的get和set方法
- .cxx_destruct方法
发现我们定义的类方法并不存在这个metho_list中。

类方法

类方法不在类中，那么根据第一张图，类方法是否在元类中

image.png

lldb断点查看LGPerson可以发现类方法存在与元类中
class的结构初步分析如上

OC 类的结构分析

OC 类的结构分析

类的继承

类的结构

类方法