1、指针平移
在介绍类的内存结构之前先介绍一下指针平移，在后面会用到相关知识。
这张图的意思呢就是定义一个整型数组
intArray，里面的元素分别为10，2，6，4，8，可以利用intArray[0]方式取到元素10，其他的元素依次类推，这个大家都知道。还可以采用下面的方式：
简单解释一下：
int * p = intArray就是定义一个指针p指向数组intArray，我们知道数组的地址就是首元素的地址，所以*p取得值就是第一个元素，p+1就是指针往后移动一位也就是指向第二个元素，*（p+1）取得就是第二个元素，依次可以取到数组中所有的元素，这就是指针平移的用法。
2、class内存结构
class的指针平移跟上面讲到的平移一样，想要平移指针首先要知道class每个属性占的字节数，然后才能平移到我们想要的位置，我们先来回顾一下class的结构（818版本）：
从定义可以看到
class里面总共有4个属性，分别是isa、superclass、cache和bits。
- 获取
isa，从class首地址开始取8字节就可以了，因为isa是一个指针，指针的大小固定8字节。 - 获取
superclass，从class首地址平移8字节后再取8字节就可以了 - 获取
cache，从class首地址平移16字节后再取cache所占字节数就可以了 - 获取
bits，从class首地址平移16+cache所占字节数就可以了
从上面的分析知道如果知道cache的字节数，就可以通过平移的方式来获取class各个属性的值了。我们先看一下cache的大小
2.1 cache大小
cache是cache_t类型，看一下cache_t的定义（818版本）：
这个定义里面有很多
static类型的属性，static类型属性是不存在结构体里面的，所以我们只需关注红色部分就可以了。其实就是两部分：
_bucketsAndMaybeMask和union（1）
_bucketsAndMaybeMask是uintptr_t类型，看一下定义：
就是无符号长整型，
8字节。（2）
union通过前面的介绍，里面的struct和_originalPreoptCache是共用内存的，我们只看一个就可以了，最简单的是_originalPreoptCache，就是一个preopt_cache_t指针，所以也是8字节。
总结：通过分析我们知道了cache的大小就是16字节。
2.2 bits分析
class里面属性我们已经知道isa和superclass，还剩cache和bits，cache看名字就知道是缓存用的，所以接下来我们就先研究一下bits。
用x/8gx查看一下MlqqObject内存结构：
在图中可以轻松找到bits的起始地址，我们在验证一下对不对，按照图中方法转化一下：
能正常打印出来是
class_data_bits_t类型指针，说明我们移位没问题。
我们只拿一个指针没什么用，关键是要看指针里面指向的内容是什么，在objc_class的可以找到下面的方法：
class_rw_t *data() const {
return bits.data();
}
可以看到bits有一个data()方法，我们也可以调用，看看里面返回什么内容：
确实是返回了一个
class_rw_t类型的指针，接着看一下这个指针的内容是什么
看到这里还是没能看到我们想看的内容，既然是类的结构，那总要看到跟类相关的方法、属性等内容吧。我们打印的$3变量是
class_rw_t结构体，我可以在这个结构体里面找到相关的方法：1、获取method的函数：
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 *>(&ro_or_rw_ext)->methods;
} else {
return method_array_t{v.get<const class_ro_t *>(&ro_or_rw_ext)->baseMethods()};
}
}
2、获取properties的函数：
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 *>(&ro_or_rw_ext)->properties;
} else {
return property_array_t{v.get<const class_ro_t *>(&ro_or_rw_ext)->baseProperties};
}
}
3、获取protocols的函数：
const protocol_array_t protocols() const {
auto v = get_ro_or_rwe();
if (v.is<class_rw_ext_t *>()) {
return v.get<class_rw_ext_t *>(&ro_or_rw_ext)->protocols;
} else {
return protocol_array_t{v.get<const class_ro_t *>(&ro_or_rw_ext)->baseProtocols};
}
}
2.3 获取method，properties和protocols
在获取之前先来看一下MlqqObject定义的方法和属性：
2.3.1 获取methods
通过class_rw_t源码我们知道里面有获取methods的方法，既然有方法就好办了，我们来获取一下方法，通过变量$3调用methods()方法
得到变量$4，可以看到$4里面有list，就是一个数组，我们用$4.list取到里面的list得到变量$5:
这里解释一下：ptr指的是指针，指向的类型是method_list_t，所以我们可以强转一下类型：
打印一下$6的值：
我这里用的是objc-818.2版本看到的是这个格式跟之前版本略有不同，这里面总共有6个方法，可以通过变量$7取出来里面的值：
取出来变量$8没有信息，但是可以看到是一个method_t类型，搜一下源码可以看到method_t定义中有很多方法，我们这里打印一下其描述信息看一下，先看一下方法：
objc_method_description *getDescription() const {
return isSmall() ? getSmallDescription() : (struct objc_method_description *)this;
}
在打印一下变量$9的值：
这样我们就取出来第一个方法了，按着这步骤我们分别取一下其他的值：
这样可以将类里面的方法全部遍历出来了。但是我们没有看到
+ (void)hobbyTest这个类方法。超过数组数量就会发生越界。
2.3.2 获取properties
我们在来看看获取properties方式，前面跟获取methods一样，只是在将methods()方法换成properties()方法，其他的获取方式都是一样的：
这样我们就可以看到所有的属性了，但是我们没有看到
hobby这个成员变量。
2.3.2 获取protocols
这个跟上面两个获取的方式一样，大家可以自己动手试试。
总结：这篇要介绍的已经介绍完了，还有两个问题：
1、+ (void)hobbyTest这个静态方法我们没看到存在哪里
2、hobby这个成员变量我们也没看到存在哪里
2.4 获取成员变量
其实成员变量是存在结构体class_rw_t的ro里面，获取方式如图：
获取结构体
class_ro_t的ivars：
这样就可以取到类的成员变量了
2.5 获取类方法
通过上面的分析，我们在MlqqObject.class没有找到+ (void)hobbyTest这个类方法，那么我们可以看看其元类里面有没有，根据前面的知识先打印其元类的内存结构：
接下来就是获取
methods，参考2.3.1就不一步步展示了，直接看结果：
这里验证了类方法是存在元类里面的
2.6 类方法归属分析
为了探索类方法的归属问题，我们需要两个方法：
方法1：获取类及元类的实例方法
void instanceMethod_classToMetaclass(Class mClass){
const char *className = class_getName(mClass);
Class metaClass = objc_getMetaClass(className);
Method method1 = class_getInstanceMethod(mClass, @selector(bitsTest));
Method method2 = class_getInstanceMethod(metaClass, @selector(bitsTest));
Method method3 = class_getInstanceMethod(mClass, @selector(hobbyTest));
Method method4 = class_getInstanceMethod(metaClass, @selector(hobbyTest));
NSLog(@"%s - %p-%p-%p-%p",__func__,method1,method2,method3,method4);
}
方法2：获取类及元类的类方法
void classMethod_classToMetaclass(Class mClass){
const char *className = class_getName(mClass);
Class metaClass = objc_getMetaClass(className);
Method method5 = class_getClassMethod(mClass, @selector(bitsTest));
Method method6 = class_getClassMethod(metaClass, @selector(bitsTest));
Method method7 = class_getClassMethod(mClass, @selector(hobbyTest));
Method method8 = class_getClassMethod(metaClass, @selector(hobbyTest));
NSLog(@"%s-%p-%p-%p-%p",__func__,method5,method6,method7,method8);
}
2.6.1 实例方法
我们在main函数里面先调方法1：
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// insert code here...
MlqqObject * objc = [[MlqqObject alloc] init];
Class mClass = object_getClass(objc);
instanceMethod_classToMetaclass(mClass);
NSLog(@"Hello, World!");
}
return 0;
}
来看看打印的结果：
method1：获取类MlqqObject的实例方法bitsTest，有值method2：获取类MlqqObject的元类的实例方法bitsTest，无值method3：获取类MlqqObject的实例方法hobbyTest，无值method4：获取类MlqqObject的元类的实例方法hobbyTest，根据上面的分析知道，类方法是存在元类里面的，所以有值
2.6.2 类方法
再获取类方法，在main函数里面调方法2：
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// insert code here...
MlqqObject * objc = [[MlqqObject alloc] init];
Class mClass = object_getClass(objc);
classMethod_classToMetaclass(mClass);
NSLog(@"Hello, World!");
}
return 0;
}
看看结果：
method5：获取类MlqqObject的类方法bitsTest，无值method6：获取类MlqqObject的元类的类方法bitsTest，无值method7：获取类MlqqObject的类方法hobbyTest，有值method8：获取类MlqqObject的元类的类方法hobbyTest，也有值
那么现在问题来了，为什么MlqqObject的元类中既有实例方法hobbyTest又有类方法hobbyTest呢，我们接着往下分析
2.6.3 class_getClassMethod分析
我们来看看class_getClassMethod的源码：
/***********************************************************************
* class_getClassMethod. Return the class method for the specified
* class and selector.
**********************************************************************/
Method class_getClassMethod(Class cls, SEL sel)
{
if (!cls || !sel) return nil;
return class_getInstanceMethod(cls->getMeta(), sel);
}
从上面的源码我们可以得出结论：
获取类方法的本质就是获取元类的实例方法
再来看看getMeta()的源码：
// NOT identical to this->ISA when this is a metaclass
Class getMeta() {
if (isMetaClassMaybeUnrealized()) return (Class)this;
else return this->ISA();
}
也就是说只要
cls是元类，cls->getMeta()得到的就是cls本身，并不会再去找cls的元类了，看到这里我们在来看method4和method8，metaClass都是MlqqObject的元类，所以class_getClassMethod(metaClass, @selector(hobbyTest))等价于class_getInstanceMethod(metaClass, @selector(hobbyTest))，这就是MlqqObject的元类中既有实例方法hobbyTest又有类方法hobbyTest的原因
这里简单介绍一下lldb里面参数打印的规则：
1、这里都是用的p命令，因为底层都没有描述方法，所以不能用po
2、指针类型用->方式调用方法，例如：$1->data()
3、结构体类型用.方式调用方法，例如：$3.properties()
4、指针类型，可以用*的方式取值，例如：*$2
5、$1、$2、$3、$4等都是临时变量，方便调用
