本文的主要目的是分析 类 & 类的结构，整篇都是围绕一个类展开的一些探索
1.类的分析之Class isa和Class superclass ---> isa走向和继承关系链
类的分析 主要是分析 isa的走向 以及 类之间的继承关系，注意对象之间没有继承关系哦
分析类之前提出几个问题
1.Class到底是什么？Class与类之间的关系？
2.对象的isa和类的isa之间的区别？分别存储的是什么值?
3.对象方法存储在类中，那类方法存储在哪里呢？如果一直有相应的类来存储那么尽头在哪里呢？
4.isa与supperClass是什么关系? isa到底有哪些作用?
5.类在内存中到底存在几份？
类的底层定义，runtime.h里早期类的定义，现在已经弃用
struct objc_class {
Class _Nonnull isa OBJC_ISA_AVAILABILITY; // isa
#if !__OBJC2__
Class _Nullable super_class OBJC2_UNAVAILABLE; // super_class 父类指针
const char * _Nonnull name OBJC2_UNAVAILABLE;
long version OBJC2_UNAVAILABLE;
long info OBJC2_UNAVAILABLE;
long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE;
struct objc_ivar_list * _Nullable ivars OBJC2_UNAVAILABLE; //成员变量列表
struct objc_method_list * _Nullable * _Nullable methodLists OBJC2_UNAVAILABLE;//方法列表
struct objc_cache * _Nonnull cache OBJC2_UNAVAILABLE; //缓存
struct objc_protocol_list * _Nullable protocols OBJC2_UNAVAILABLE;//协议列表
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;
/* Use `Class` instead of `struct objc_class *` */
objc_object的部分代码
/// Represents an instance of a class.
struct objc_object {
Class _Nonnull isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};
struct objc_object {
private:
isa_t isa;
public:
// ISA() assumes this is NOT a tagged pointer object
Class ISA(bool authenticated = false);
// rawISA() assumes this is NOT a tagged pointer object or a non pointer ISA
Class rawISA();
// getIsa() allows this to be a tagged pointer object
Class getIsa();
uintptr_t isaBits() const;
bool hasNonpointerIsa();
bool isTaggedPointer();
bool isTaggedPointerOrNil();
bool isBasicTaggedPointer();
bool isExtTaggedPointer();
bool isClass();
// object may have associated objects?
bool hasAssociatedObjects();
void setHasAssociatedObjects();
// object may be weakly referenced?
bool isWeaklyReferenced();
void setWeaklyReferenced_nolock();
// object may have -.cxx_destruct implementation?
bool hasCxxDtor();
// Optimized calls to retain/release methods
id retain();
void release();
id autorelease();
// Implementations of retain/release methods
id rootRetain();
bool rootRelease();
id rootAutorelease();
bool rootTryRetain();
bool rootReleaseShouldDealloc();
uintptr_t rootRetainCount();
// Implementation of dealloc methods
bool rootIsDeallocating();
void clearDeallocating();
void rootDealloc();
};
类的新的定义，部分代码， objc-runtime-new.h文件里面
struct objc_class : objc_object {
// Class ISA; // isa 继承自objc_object
Class superclass; //父类指针
cache_t cache; // formerly cache pointer and vtable //缓存
class_data_bits_t bits; // class_rw_t * plus custom rr/alloc flags // 存储类信息(协议、方法、成员变量、属性)
class_rw_t *data() const {
return bits.data();
}
void setData(class_rw_t *newData) {
bits.setData(newData);
}
}
Class id宏定义
typedef struct objc_class *Class;
typedef struct objc_object *id;
总结：
1.Class是objc_class 是类，类来自于底层objc_class结构体
2.id是objc_object是对象，即对象来自于objc_object结构体
3.objc_class : objc_object，objc_class继承自objc_object结构体，objc_class的isa继承自objc_object，所以，类和对象都有Class isa指针
4.类有superclass有继承关系，对象没有superclass没有继承关系
5.本篇博客研究类的 isa、superclass、bits三个成员变量，很有规律性，各个源码版本略有差异
1.准备工作
main.m里自定义类CJLPerson，代码如下
// 协议 protocol
@protocol CJLPersonDelegate <NSObject>
//实例方法
- (void)sendDataToController:(NSMutableArray *)dataArray;
// 类方法
+ (void)sendString:(NSString *)string;
// 可选实例方法
@optional
- (void)showKeyboard;
// 可选类方法
@optional
+ (void)closeKeyboard;
@end
@interface CJLPerson : NSObject <CJLPersonDelegate> {
// 成员变量
NSString * hobby;
NSString * sex;
}
// 属性
@property (nonatomic, copy) NSString * cjl_name;
@property (nonatomic, copy) NSString * number;
// 实例方法
- (void)sayHello:(NSString *)hello;
- (void)sayWorld;
// 类方法
+ (void)sayBye;
+ (void)sayLove;
@end
@implementation CJLPerson
- (void)sayHello:(NSString *)hello {
}
- (void)sayWorld {
}
+ (void)sayBye {
}
+ (void)sayLove {
}
- (void)sendDataToController:(NSMutableArray *)dataArray {
}
- (void)showKeyboard {
}
+ (void)sendString:(NSString *)string {
}
调用方式
int main(int argc, char * argv[]) {
NSString * appDelegateClassName;
@autoreleasepool {
// Setup code that might create autoreleased objects goes here.
appDelegateClassName = NSStringFromClass([AppDelegate class]);
CJLPerson * person = [[CJLPerson alloc] init];
NSLog(@"person == %@", person);
}
return UIApplicationMain(argc, argv, nil, appDelegateClassName);
}
@end
2.元类
首先，我们先通过一个案例的lldb调试先引入元类，对象的isa指向类，类的isa指向的就是元类
通过断点调试，lldb输出如下，相信说明见注释
我们由前面的内容知道对象的内存地址是第一个8字节是isa的值，其他后面的都是对应属性的值，假设都是NSString类型的属性，都是8字节，对象内存示意图如下
对象的内存地址和内存分布
{
0x0100000104c01418 ：Class isa 值 第一个8字节
0x0100000104c01420 ：name 值 第二个8字节
0x0100000104c01428：height 值 第三个8字节
0x0100000104c01430：weight 值 第四个8字节
0x0100000104c01438：XXX 值 依次类推
}
类的源码结构
struct objc_class : objc_object {
Class ISA; // Class 类型 8字节 继承自objc_object， 第一8字节是isa
Class superclass; // Class 类型 8字节， 第二8字节是superclass也就是父类
cache_t cache; // 16字节
class_data_bits_t bits; //
...
}
以上可知
1.对象的第一个8字节是isa，
2.类的第一个8字节是isa
3.类的第二个8字节是supperclass，也就是父类
4.对象没有supperclass，也就是说对象没有继承关系，只有类有继承关系
(lldb) x/4gx person
0x600003705e40: 0x0100000104c014d9 0x0000000000000000 //0x0100000104c014d9 对象的isa
0x600003705e50: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
(lldb) p/x 0x0100000104c014d9 & 0x0000000ffffffff8ULL // 对象的isa &上ISA_MASK
(unsigned long long) $1 = 0x0000000104c014d8 //类的16进制数值
(lldb) po 0x0000000104c014d8 //打印类的16进制数值为CJLPerson
CJLPerson
(lldb) p/x CJLPerson.class //p/x直接打印类的16进制数值，可以看到与上面的一致
(Class) $3 = 0x0000000104c014d8 CJLPerson
(lldb) x/4gx 0x0000000104c014d8 //打印类的4段内存
0x104c014d8: 0x0000000104c014b0 0x00000001c28fc628 //0x0000000104c014b0 类的isa
0x104c014e8: 0x0001600003705e60 0x0001802100000000
(lldb) p/x 0x0000000104c014b0 & 0x0000000ffffffff8ULL // 类的isa &上ISA_MASK
(unsigned long long) $4 = 0x0000000104c014b0// 类的isa &上ISA_MASK的值与没有&上ISA_MASK完全一致
// 说明类的isa 8字节64位中除了33位类信息之外其他全部为0
(lldb) po 0x0000000104c014b0 // 打印类的isa指向输出结果依然是CJLPerson
CJLPerson
//0x0000000104c014d8 CJLPerson，名字相同，16进制数值不同，很明显是两个类，对象isa指向的是类，CJLPerson类本身
//0x0000000104c014b0 CJLPerson，名字相同，16进制数值不同，很明显是两个类，类isa指向的是元类，
//CJLPerson的元类，只是名字相同而已，暂且标记为CJLPerson_Metal
// CJLPerson和CJLPerson的元类（CJLPerson_Metal）是两个不同的概念
(lldb) x/4gx 0x0000000104c014b0 //打印CJLPerson的元类的4段内存
0x104c014b0: 0x00000001c28fc600 0x00000001c28fc600
0x104c014c0: 0x0003600002258080 0x0002e03500000000
(lldb) po 0x00000001c28fc600 //输出CJLPerson_Metal的isa指向NSObject，此NSObject是NSObject的元类
NSObject // 即NSObject_Metal与NSObject是两个概念
(lldb) x/4gx 0x00000001c28fc600 // 继续输出NSObject_Metal的isa指向，依然指向自身
0x1c28fc600: 0x00000001c28fc600 0x00000001c28fc628
0x1c28fc610: 0x00036000022580c0 0x0003e03400000000
(lldb) x/4gx 0x00000001c28fc600 // 继续输出NSObject_Metal的isa指向，依然指向自身
0x1c28fc600: 0x00000001c28fc600 0x00000001c28fc628
0x1c28fc610: 0x00036000022580c0 0x0003e03400000000
(lldb) p/x NSObject.class //打印NSObject.class类本身
(Class) $7 = 0x00000001c28fc628 NSObject
(lldb)
//0x00000001c28fc628 NSObject
//0x00000001c28fc600 NSObject元类（NSObject_Metal）
// 这两个是不同的概念，不同的类
define ISA_MASK 0x0000000ffffffff8ULL
根据调试过程，我们产生了一个疑问：为什么图中的p/x 0x0100000104c014d9 & 0x0000000ffffffff8ULL与 p/x 0x0000000104c014b0 & 0x0000000ffffffff8ULL 中的类信息打印出来的类名都是CJLPerson，这两个CJLPerson是什么关系呢？
0x0100000104c014d9 是person对象的isa指针地址，其&后得到的结果是 创建person的类CJLPerson
0x0000000104c014b0是CJLPerson类的isa的所存储的指针地址，即 CJLPerson类的类的地址，在Apple中，我们简称CJLPerson类的类为元类
0x0100000104c014d9 & 0x0000000ffffffff8ULL = 0x0000000104c014d8(值或者是首地址不同) = CJLPerson，类名相同，这是CJLPerson类
0x0000000104c014b0 & 0x0000000ffffffff8ULL = 0x0000000104c014b0(值或者是首地址不同) = CJLPerson，类名相同，这是CJLPerson元类，暂且标记为CJLPerson _metaClass
CJLPerson类和CJLPerson _metaClass是两个不同的类，且每个在内存中只有一份，且内存地址不同，
元类和类是两个不同的概念，只是体现出来的类名字相同而已
所以，两个打印都是CJLPerson的根本原因就是因为元类导致的
3.元类的说明
下面来解释什么是元类，主要有以下几点说明：
我们都知道 对象的isa 是指向类，类其实也是一个对象，可以称为类对象，其isa指向苹果定义的元类
元类是系统给的，其定义和创建都是由编译器完成，在这个过程中，类的归属来自于元类
元类 是类对象 的类，每个类都有一个独一无二的元类用来存储 类方法的相关信息。
元类本身是没有名称的，由于与类相关联，所以使用了同类名一样的名称
下面通过lldb命令来探索元类的走向，也就是isa的走位，如下图所示，可以得出一个关系链：
对象isa ---> 类isa ---> 元类isa ---> NSobject（根元类） ---> NSobject（根元类）
person(对象) ---> CJLPerson(类) ---> CJLPerson _metaClass(CJLPerson元类) ---> NSobject_metaClass (NSobject根元类)--->NSobject_metaClass(根元类自身)
CJLPerson不是CJLPerson_metaClass(CJLPerson元类)，内存地址不同，但是每一个只有一份
NSobject不是NSobject_metaClass(根元类)，内存地址不同，但是每一个只有一份
4.isa走位图
5.LLDB调试 isa走位图
6.superclass指向
7.LLDB调试 superclass指向
8.苹果官方的isa走位以及继承关系图
9.LLDB调试 CJLTeacher ---> CJLPerson ---> NSObject 三级继承关系isa走位及superclass指向
新增类CJLTeacher继承于CJLPerson， CJLPerson继承于NSObject，调用如下
@interface CJLTeacher : CJLPerson
@end
@implementation CJLTeacher
@end
int main(int argc, char * argv[]) {
NSString * appDelegateClassName;
@autoreleasepool {
// Setup code that might create autoreleased objects goes here.
appDelegateClassName = NSStringFromClass([AppDelegate class]);
// ISA_MASK 0x0000000ffffffff8ULL
CJLTeacher * teacher = [[CJLTeacher alloc] init];
CJLPerson * person = [[CJLPerson alloc] init];
NSObject * obj = [[NSObject alloc] init];
NSLog(@"teacher == %@ person == %@ obj == %@", teacher, person, obj);
}
return UIApplicationMain(argc, argv, nil, appDelegateClassName);
}
LLDB调试，完美验证iOS系统的isa走位及继承关系图
10. clang 编译位cpp文件 查看isa 和 superclass指向
CJLTeacher以及其元类isa和superclass指向
CJLPerson以及其元类isa和superclass指向
NSObject根元类被编译成OBJC_METACLASS_$_NSObject
CJLPerson元类被编译成OBJC_METACLASS_$_CJLPerson
CJLTeacher元类被编译成OBJC_METACLASS_$_CJLTeacher
NSObject被编译成OBJC_CLASS_$_NSObject
CJLPerson被编译成OBJC_CLASS_$_CJLPerson
static void OBJC_CLASS_SETUP_$_CJLTeacher(void ) {
OBJC_METACLASS_$_CJLTeacher.isa = &OBJC_METACLASS_$_NSObject;
OBJC_METACLASS_$_CJLTeacher.superclass = &OBJC_METACLASS_$_CJLPerson;
OBJC_METACLASS_$_CJLTeacher.cache = &_objc_empty_cache;
OBJC_CLASS_$_CJLTeacher.isa = &OBJC_METACLASS_$_CJLTeacher;
OBJC_CLASS_$_CJLTeacher.superclass = &OBJC_CLASS_$_CJLPerson;
OBJC_CLASS_$_CJLTeacher.cache = &_objc_empty_cache;
}
static void OBJC_CLASS_SETUP_$_CJLPerson(void ) {
OBJC_METACLASS_$_CJLPerson.isa = &OBJC_METACLASS_$_NSObject;
OBJC_METACLASS_$_CJLPerson.superclass = &OBJC_METACLASS_$_NSObject;
OBJC_METACLASS_$_CJLPerson.cache = &_objc_empty_cache;
OBJC_CLASS_$_CJLPerson.isa = &OBJC_METACLASS_$_CJLPerson;
OBJC_CLASS_$_CJLPerson.superclass = &OBJC_CLASS_$_NSObject;
OBJC_CLASS_$_CJLPerson.cache = &_objc_empty_cache;
}
2.类的分析之类信息存储 ---> bits( class_data_bits_t 结构体类 )
以上研究了类的isa走势图和superclass继承关系图，那么类的其他信息比如方法、协议、属性、成员变量存在什么地方呢？
cache_t cache 是方法缓存
很明显类的相关信息是存在class_data_bits_t bits这个结构体成员变量里面的
下面探索 bits里面怎么存储了方法、协议、属性、成员变量等信息的，各个需要用到的结构体的部分代码如下，精简便于理解，不同版本略有差异，但是流程是一样的
1.objc_class 类结构体部分代码
struct objc_class : objc_object {
// Class ISA; // --> 继承自objc_object --> 8字节
Class superclass; // --> superclass 父类指针--> 8字节
cache_t cache; // 方法缓存 formerly cache pointer and vtable --> 16字节
class_data_bits_t bits; // 类信息存储 class_rw_t * plus custom rr/alloc flags
class_rw_t *data() const {
return bits.data();
}
}
-
class_data_bits_t结构体部分代码
struct class_data_bits_t {
// Values are the FAST_ flags above.
uintptr_t bits;
public:
class_rw_t* data() const {
return (class_rw_t *)(bits & FAST_DATA_MASK);
}
};
-
class_rw_t结构体部分代码
struct class_rw_t {
public:
const class_ro_t *ro() const { //ro() ---> 获取存储成员变量的相关结构体 ---> class_ro_t
auto v = get_ro_or_rwe(); // class_ro_t ---> 获取成员变量方法列表
if (slowpath(v.is<class_rw_ext_t *>())) {
return v.get<class_rw_ext_t *>(&ro_or_rw_ext)->ro;
}
return v.get<const class_ro_t *>(&ro_or_rw_ext);
}
const method_array_t methods() const { //methods()函数 ---> 获取方法列表
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()};
}
}
const property_array_t properties() const { //properties() ---> 获取属性列表
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};
}
}
const protocol_array_t protocols() const { //获取协议列表
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};
}
}
};
-
method_t结构体部分代码
struct method_t {
struct big { // method_t 内部又重新定义了一个 struct big 三个成员变量 SEL---types---IMP //同 method_t
SEL name;
const char *types;
MethodListIMP imp; // using MethodListIMP = IMP;
};
public:
big &big() const {
ASSERT(!isSmall());
return *(struct big *)this;
}
SEL name() const { // name() ---> 获取SEL
if (isSmall()) {
return (small().inSharedCache()
? (SEL)small().name.get()
: *(SEL *)small().name.get());
} else {
return big().name;
}
}
const char *types() const { // types() ---> 获取方法签名
return isSmall() ? small().types.get() : big().types;
}
IMP imp(bool needsLock) const { // imp(1) ---> 获取IMP
if (isSmall()) {
IMP imp = remappedImp(needsLock);
if (!imp)
imp = ptrauth_sign_unauthenticated(small().imp.get(),
ptrauth_key_function_pointer, 0);
return imp;
}
return big().imp;
}
};
-
property_t结构体全部
struct property_t {
const char *name; // 名称
const char *attributes; // 特性
};
-
class_ro_t结构体部分代码
struct class_ro_t {
const ivar_list_t * ivars; // 成员变量列表
}
-
ivar_t结构体部分代码
struct ivar_t {
const char *name; //成员变量名称
const char *type; // 成员变量类型
};
8.protocol_t : objc_object结构体部分代码，继承自objc_object
struct protocol_t : objc_object {
const char *mangledName; // 协议名称
struct protocol_list_t *protocols;
method_list_t *instanceMethods; // 实例方法列表
method_list_t *classMethods; // 类方法列表
method_list_t *optionalInstanceMethods;// 可选实例方法列表
method_list_t *optionalClassMethods;// 可选类方法列表
property_list_t *instanceProperties;
uint32_t size; // sizeof(protocol_t)
uint32_t flags;
};
核心思路 :
对应的结构体---> 函数(解析内存结构) ---> 获取到其他结构体 ---> 函数(解析内存结构) ---> 需要的结构体 ---> 函数
10.实例方法method获取流程
结构体流程
objc_class(类) ---> class_data_bits_t ---> class_rw_t --->method_t
函数流程
data() ---> methods()---> name() ---> 获取SEL
data() ---> methods()---> types() ---> 获取types 函数签名
data() ---> methods()---> imp(1) ---> 获取IMP
整体流程
objc_class(类) ---> class_data_bits_t ---> data() ---> class_rw_t ---> methods() ---> method_t
method_t ---> name() --->SEL
method_t ---> types() ---> 方法签名
method_t --- >imp(1) ---> IMP
11.类方法method获取流程
结构体流程
objc_class(元类) ---> class_data_bits_t ---> class_rw_t --->method_t
函数流程
data() ---> methods()---> name() ---> 获取SEL
data() ---> methods()---> types() ---> 获取types 函数签名
data() ---> methods()---> imp(1) ---> 获取IMP
整体流程
objc_class(元类) ---> class_data_bits_t ---> data() ---> class_rw_t ---> methods() ---> method_t
method_t ---> name() --->SEL
method_t ---> types() ---> 方法签名
method_t --- >imp(1) ---> IMP
12.属性property获取流程
结构体流程
objc_class(类) ---> class_data_bits_t ---> class_rw_t --->property_t
函数流程
data() ---> properties()---> name ---> 获取属性名称
data() ---> properties()---> attributes ---> 获取属性特性attributes
整体流程
objc_class(类) ---> class_data_bits_t ---> data() ---> class_rw_t ---> properties() ---> property_t
property_t ---> name ---> 获取属性名称
property_t ---> attributes ---> 获取属性特性attributes
13.成员变量ivar获取流程
结构体流程
objc_class(类) ---> class_data_bits_t ---> class_rw_t --->class_ro_t ---> ivar_t
函数流程
data() ---> ro()---> ivars ---> name 获取属性名称
data() ---> ro()---> ivars ---> type 获取属性类型
整体流程
objc_class(类) ---> class_data_bits_t ---> data() ---> class_rw_t --->ro() ---> class_ro_t ---> ivar_t
ivars ---> name 获取属性名称
ivar_t ---> type ---> 获取属性类型
14.协议protocol获取流程
结构体流程
objc_class(类) ---> class_data_bits_t ---> class_rw_t --->protocol_t(对象) ---> method_t
函数流程
data() ---> protocols()---> instanceMethods ---> 获取实例方法列表
instanceMethods ---> name() --->SEL
instanceMethods ---> types() --->方法签名
instanceMethods ---> imp(1) --->IMP
同上
data() ---> protocols()---> classMethods ---> 获取类方法列表
data() ---> protocols()---> optionalInstanceMethods ---> 获取获取可选实例方法
data() ---> protocols()---> optionalClassMethods ---> 获取获取可选类方法
整体流程
objc_class(类) ---> class_data_bits_t ---> data() ---> class_rw_t ---> protocols() ---> protocol_t(对象) ---> instanceMethods
instanceMethods ---> name() --->SEL
instanceMethods ---> types() --->方法签名
instanceMethods ---> imp(1) --->IMP
15.LLDB调试实例方法method解析
16.LLDB调试类方法method解析
17.LLDB调试属性property解析
18.LLDB调试成员变量ivar解析
19.LLDB调试协议protocol解析
20.LLDB调试-实例方法instanceMethod调试过程
KCObjcBuild was compiled with optimization - stepping may behave oddly; variables may not be available.
(lldb) p/x CJLPerson.class
(Class) $0 = 0x00000001000081c0 CJLPerson
(lldb) p (class_data_bits_t *) 0x00000001000081e0
(class_data_bits_t *) $1 = 0x00000001000081e0
(lldb) p $1->data()
(class_rw_t *) $2 = 0x0000000101119d10
(lldb) p $2->methods()
(const method_array_t) $3 = {
list_array_tt<method_t, method_list_t, method_list_t_authed_ptr> = {
= {
list = {
ptr = 0x0000000100003ea0
}
arrayAndFlag = 4294983328
}
}
}
(lldb) p $3.list
(const method_list_t_authed_ptr<method_list_t>) $4 = {
ptr = 0x0000000100003ea0
}
(lldb) p $4.ptr
(method_list_t *const) $5 = 0x0000000100003ea0
(lldb) p *$5
(method_list_t) $6 = {
entsize_list_tt<method_t, method_list_t, 4294901763, method_t::pointer_modifier> = (entsizeAndFlags = 2147483660, count = 5)
}
(lldb) p $6.get(0).name()
(SEL) $7 = "sayHello:"
(lldb) p $6.get(0).types()
(const char *) $8 = 0x0000000100003f7a "v24@0:8@16"
(lldb) p $6.get(0).imp(1)
(IMP) $9 = 0x0000000100003be0 (KCObjcBuild`-[CJLPerson sayHello:] at main.m:34)
(lldb) p $6.get(1).name()
(SEL) $10 = "sayWorld"
(lldb) p $6.get(1).types()
(const char *) $11 = 0x0000000100003f66 "v16@0:8"
(lldb) p $6.get(1).imp(1)
(IMP) $12 = 0x0000000100003c1c (KCObjcBuild`-[CJLPerson sayWorld] at main.m:38)
(lldb) p $6.get(2).name()
(SEL) $13 = "cjl_name"
(lldb) p $6.get(2).types()
(const char *) $14 = 0x0000000100003f85 "@16@0:8"
(lldb) p $6.get(2).imp(1)
(IMP) $15 = 0x0000000100003c30 (KCObjcBuild`-[CJLPerson cjl_name] at main.m:24)
(lldb) p $6.get(3).name()
(SEL) $16 = "setCjl_name:"
(lldb) p $6.get(3).types()
(const char *) $17 = 0x0000000100003f7a "v24@0:8@16"
(lldb) p $6.get(3).imp(1)
(IMP) $18 = 0x0000000100003c54 (KCObjcBuild`-[CJLPerson setCjl_name:] at main.m:24)
(lldb) p $6.get(4).name()
(SEL) $19 = ".cxx_destruct"
(lldb) p $6.get(5).name()
Assertion failed: (i < count), function get, file /Users/objc M1和因特尔芯片源码/objc源码/M1芯片mac/objc4-818.2/runtime/objc-runtime-new.h, line 624.
error: Execution was interrupted, reason: signal SIGABRT.
The process has been returned to the state before expression evaluation.
(lldb)
LLDB调试-类方法classMethod调试过程
KCObjcBuild was compiled with optimization - stepping may behave oddly; variables may not be available.
(lldb) p/x CJLPerson.class
(Class) $0 = 0x0000000100008200 CJLPerson
(lldb) x/2gx 0x0000000100008200
0x100008200: 0x00000001000081d8 0x0000000100379140
(lldb) po 0x00000001000081d8
CJLPerson
(lldb) p (class_data_bits_t *) 0x00000001000081f8
(class_data_bits_t *) $2 = 0x00000001000081f8
(lldb) p $2->data()
(class_rw_t *) $3 = 0x0000000101029b40
(lldb) p $3->methods()
(const method_array_t) $4 = {
list_array_tt<method_t, method_list_t, method_list_t_authed_ptr> = {
= {
list = {
ptr = 0x0000000100003e28
}
arrayAndFlag = 4294983208
}
}
}
(lldb) p $4.list
(const method_list_t_authed_ptr<method_list_t>) $5 = {
ptr = 0x0000000100003e28
}
(lldb) p $5.ptr
(method_list_t *const) $6 = 0x0000000100003e28
(lldb) p *$6
(method_list_t) $7 = {
entsize_list_tt<method_t, method_list_t, 4294901763, method_t::pointer_modifier> = (entsizeAndFlags = 2147483660, count = 2)
}
(lldb) p $7.get(0).name()
(SEL) $8 = "sayBye"
(lldb) p $7.get(0).types()
(const char *) $9 = 0x0000000100003f5a "v16@0:8"
(lldb) p $7.get(0).imp(1)
(IMP) $10 = 0x0000000100003adc (KCObjcBuild`+[CJLPerson sayBye] at main.m:42)
(lldb) p $7.get(1).name()
(SEL) $11 = "sayLove"
(lldb) p $7.get(1).types()
(const char *) $12 = 0x0000000100003f5a "v16@0:8"
(lldb) p $7.get(1).imp(1)
(IMP) $13 = 0x0000000100003af0 (KCObjcBuild`+[CJLPerson sayLove] at main.m:46)
(lldb) p $7.get(2).name()
Assertion failed: (i < count), function get, file /Users/objc M1和因特尔芯片源码/objc源码/M1芯片mac/objc4-818.2/runtime/objc-runtime-new.h, line 624.
error: Execution was interrupted, reason: signal SIGABRT.
The process has been returned to the state before expression evaluation.
(lldb)
LLDB调试-属性property调试过程
KCObjcBuild was compiled with optimization - stepping may behave oddly; variables may not be available.
(lldb) p/x CJLPerson.class
(Class) $0 = 0x0000000100008208 CJLPerson
(lldb) p (class_data_bits_t *) 0x0000000100008228
(class_data_bits_t *) $1 = 0x0000000100008228
(lldb) p $1->data()
(class_rw_t *) $2 = 0x00000001008570f0
(lldb) p $2->properties()
(const property_array_t) $3 = {
list_array_tt<property_t, property_list_t, RawPtr> = {
= {
list = {
ptr = 0x0000000100008158
}
arrayAndFlag = 4295000408
}
}
}
(lldb) p $3.list
(const RawPtr<property_list_t>) $4 = {
ptr = 0x0000000100008158
}
(lldb) p $4.ptr
(property_list_t *const) $5 = 0x0000000100008158
(lldb) p *$5
(property_list_t) $6 = {
entsize_list_tt<property_t, property_list_t, 0, PointerModifierNop> = (entsizeAndFlags = 16, count = 2)
}
(lldb) p $6.get(0).name
(const char *) $7 = 0x0000000100003f1c "cjl_name"
(lldb) p $6.get(0).attributes
(const char *) $8 = 0x0000000100003eb7 "T@\"NSString\",C,N,V_cjl_name"
(lldb) p $6.get(1).name
(const char *) $9 = 0x0000000100003f32 "number"
(lldb) p $6.get(1).attributes
(const char *) $10 = 0x0000000100003ed3 "T@\"NSString\",C,N,V_number"
(lldb) p $6.get(2).name
Assertion failed: (i < count), function get, file /Users/objc M1和因特尔芯片源码/objc源码/M1芯片mac/objc4-818.2/runtime/objc-runtime-new.h, line 624.
error: Execution was interrupted, reason: signal SIGABRT.
The process has been returned to the state before expression evaluation.
(lldb)
LLDB调试-成员变量ivar调试过程
KCObjcBuild was compiled with optimization - stepping may behave oddly; variables may not be available.
(lldb) p/x CJLPerson.class
(Class) $0 = 0x0000000100008200 CJLPerson
(lldb) p (class_data_bits_t *) 0x0000000100008220
(class_data_bits_t *) $1 = 0x0000000100008220
(lldb) p $1->data()
(class_rw_t *) $2 = 0x0000000105137810
(lldb) p $2->ro()
(const class_ro_t *) $3 = 0x0000000100008080
(lldb) p $3->ivars
(const ivar_list_t *const) $4 = 0x00000001000080c8
(lldb) p *$4
(const ivar_list_t) $5 = {
entsize_list_tt<ivar_t, ivar_list_t, 0, PointerModifierNop> = (entsizeAndFlags = 32, count = 4)
}
(lldb) p $5.get(0).name
(const char *) $6 = 0x0000000100003ef5 "hobby"
(lldb) p $5.get(0).type
(const char *) $7 = 0x0000000100003f62 "@\"NSString\""
(lldb) p $5.get(1).name
(const char *) $8 = 0x0000000100003efb "sex"
(lldb) p $5.get(1).type
(const char *) $9 = 0x0000000100003f62 "@\"NSString\""
(lldb) p $5.get(2).name
(const char *) $10 = 0x0000000100003eff "_cjl_name"
(lldb) p $5.get(2).type
(const char *) $11 = 0x0000000100003f62 "@\"NSString\""
(lldb) p $5.get(3).name
(const char *) $12 = 0x0000000100003f09 "_number"
(lldb) p $5.get(3).type
(const char *) $13 = 0x0000000100003f62 "@\"NSString\""
(lldb) p $5.get(4).name
Assertion failed: (i < count), function get, file /Users/objc M1和因特尔芯片源码/objc源码/M1芯片mac/objc4-818.2/runtime/objc-runtime-new.h, line 624.
error: Execution was interrupted, reason: signal SIGABRT.
The process has been returned to the state before expression evaluation.
(lldb)
LLDB调试-协议protocol调试过程
KCObjcBuild was compiled with optimization - stepping may behave oddly; variables may not be available.
(lldb) p/x CJLPerson.class
(Class) $0 = 0x0000000100008600 CJLPerson
(lldb) p (class_data_bits_t *) 0x0000000100008620
(class_data_bits_t *) $1 = 0x0000000100008620
(lldb) p $1->data()
(class_rw_t *) $2 = 0x0000000100957f50
(lldb) p $2->protocols()
(const protocol_array_t) $3 = {
list_array_tt<unsigned long, protocol_list_t, RawPtr> = {
= {
list = {
ptr = 0x0000000100008410
}
arrayAndFlag = 4295001104
}
}
}
(lldb) p $3.list
(const RawPtr<protocol_list_t>) $4 = {
ptr = 0x0000000100008410
}
(lldb) p $4.ptr
(protocol_list_t *const) $5 = 0x0000000100008410
(lldb) p *$5
(protocol_list_t) $6 = (count = 1, list = protocol_ref_t [] @ 0x000000012921a7c8)
(lldb) p $6.list[0]
(protocol_ref_t) $7 = 4295001744
(lldb) p (protocol_t *)$7
(protocol_t *) $8 = 0x0000000100008690
(lldb) p *$8
(protocol_t) $9 = {
objc_object = {
isa = {
bits = 4298608840
cls = Protocol
= {
nonpointer = 0
has_assoc = 0
has_cxx_dtor = 0
shiftcls = 537326105
magic = 0
weakly_referenced = 0
unused = 0
has_sidetable_rc = 0
extra_rc = 0
}
}
}
mangledName = 0x0000000100003c4d "CJLPersonDelegate"
protocols = 0x0000000100008310
instanceMethods = 0x0000000100008328
classMethods = 0x0000000100008348
optionalInstanceMethods = 0x0000000100008368
optionalClassMethods = 0x0000000100008388
instanceProperties = nil
size = 96
flags = 0
_extendedMethodTypes = 0x00000001000083a8
_demangledName = 0x0000000000000000
_classProperties = nil
}
(lldb) p/x 4298608840
(long) $10 = 0x00000001003790c8
(lldb) p/x 0x00000001003790c8 & 0x0000000ffffffff8ULL
(unsigned long long) $11 = 0x00000001003790c8
(lldb) po 0x00000001003790c8
Protocol
(lldb) p $9.instanceMethods
(method_list_t *) $13 = 0x0000000100008328
(lldb) p *$13
(method_list_t) $14 = {
entsize_list_tt<method_t, method_list_t, 4294901763, method_t::pointer_modifier> = (entsizeAndFlags = 24, count = 1)
}
(lldb) p $14.get(0).name()
(SEL) $15 = "sendDataToController:"
(lldb) p $14.get(0).types()
(const char *) $16 = 0x0000000100003d50 "v24@0:8@16"
(lldb) p $14.get(0).imp(1)
(IMP) $17 = 0x0000000000000000
(lldb) p $9.classMethods
(method_list_t *) $18 = 0x0000000100008348
(lldb) p *$18
(method_list_t) $19 = {
entsize_list_tt<method_t, method_list_t, 4294901763, method_t::pointer_modifier> = (entsizeAndFlags = 24, count = 1)
}
(lldb) p $19.get(0).name()
(SEL) $20 = "sendString:"
(lldb) p $19.get(0).types()
(const char *) $21 = 0x0000000100003d50 "v24@0:8@16"
(lldb) p $19.get(0).imp(1)
(IMP) $22 = 0x0000000000000000
(lldb) p $9.optionalInstanceMethods
(method_list_t *) $23 = 0x0000000100008368
(lldb) p *$23
(method_list_t) $24 = {
entsize_list_tt<method_t, method_list_t, 4294901763, method_t::pointer_modifier> = (entsizeAndFlags = 24, count = 1)
}
(lldb) p $24.get(0).name()
(SEL) $25 = "showKeyboard"
(lldb) p $24.get(0).types()
(const char *) $26 = 0x0000000100003d48 "v16@0:8"
(lldb) p $24.get(0).imp(1)
(IMP) $27 = 0x0000000000000000
(lldb) p $9.optionalClassMethods
(method_list_t *) $28 = 0x0000000100008388
(lldb) p *$28
(method_list_t) $29 = {
entsize_list_tt<method_t, method_list_t, 4294901763, method_t::pointer_modifier> = (entsizeAndFlags = 24, count = 1)
}
(lldb) p $29.get(0).name()
(SEL) $30 = "closeKeyboard"
(lldb) p $29.get(0).types()
(const char *) $31 = 0x0000000100003d48 "v16@0:8"
(lldb) p $29.get(0).imp(1)
(IMP) $32 = 0x0000000000000000
(lldb)
bits存储类信息的共同点
无论方法、属性、协议、成员变量都放在了对应结构体的数组里，method_list_t、property_list_t、ivar_list_t、protocol_list_t，说明这些是有序而且是值为真
LLDB调试获取xxxx_list_t里面的元素方式是p $5.get(0) p $5.get(1) ... p $5.get(N)，get(index)下标取法（圆括号+下标）
那么接下来objc_class里面非常重要的cache是不是也是这样的存储方式呢？
(method_list_t) $6 = {
entsize_list_tt<method_t, method_list_t, 4294901763, method_t::pointer_modifier> = (entsizeAndFlags = 2147483660, count = 5)
}
(property_list_t) $6 = {
entsize_list_tt<property_t, property_list_t, 0, PointerModifierNop> = (entsizeAndFlags = 16, count = 2)
}
(const ivar_list_t) $5 = {
entsize_list_tt<ivar_t, ivar_list_t, 0, PointerModifierNop> = (entsizeAndFlags = 32, count = 4)
}
(protocol_list_t) $6 = (count = 1, list = protocol_ref_t [] @ 0x000000012921a7c8)
3.isa、superclass、bits总结
** objc_class、objc_objcet、Class**
1.Class是objc_class 是类，类来自于底层objc_class结构体
2.id是objc_object是对象，即对象来自于objc_object结构体
3.objc_class : objc_object，objc_class继承自objc_object结构体，objc_class的isa继承自objc_object，所以，类和对象都有Class isa指针
4.类有superclass有继承关系，对象没有superclass没有继承关系
元类
1.我们都知道 对象的isa 是指向类，类其实也是一个对象，可以称为类对象，其isa指向苹果定义的元类
2.元类是系统给的，其定义和创建都是由编译器完成，在这个过程中，类的归属来自于元类
3.元类 是类对象 的类，每个类都有一个独一无二的元类用来存储 类方法的相关信息。
元类本身是没有名称的，由于与类相关联，所以使用了同类名一样的名称，但是本质和底层编译的名称是不一样的
4.CJLPerson不是CJLPerson_metaClass(CJLPerson元类)，内存地址不同，但是每一个只有一份
5.NSobject不是NSobject_metaClass(根元类)，内存地址不同，但是每一个只有一份
** isa**
对象 ---> 类 ---> 元类 ---> NSobject（根元类） ---> NSobject（根元类）
superclass
1.只有类有继承关系，对象没有继承关系
子类 ---> 父类 ---> ...---> NSObject ---> nil
子元类 --->父元类 ---> ...---> NSObject(根元类) ---> NSObject ---> nil
bits
1.实例方法在类里面，类方法在元类里面，类方法相当于元类的实例方法，由于只有实例方法和类方法，所以，根元类里面是没有方法列表的
2.成员变量列表里面有属性，属性列表里面没有成员变量
3.实例方法列表包含属性的setter和getter方法
4.实例对象来自于objc_object 结构体
5.实例方法、类方法、协议、属性、成员变量都存在对应类或者元类的objc_class --->class_data_bits_t bits成员变量里面
6.协议是一个对象继承自objc_object 结构体，协议里面通过各种方法列表存储协议方法
问题
1.Class到底是什么？Class与类之间的关系？
Class就是类，也是类的首地址-指针，存储内容是类名，类似于数组名和数组首地址
2.对象的isa和类的isa之间的区别？分别存储的是什么值?
类的isa 64位中只在对应的33位存储类的首地址，对象的isa 64位中除了类信息还有其他信息，nonpointer = 0的话，对象isa只存储类信息，但是多数对象是nonpointer = 1的
3.对象方法存储在类中，那类方法存储在哪里呢？如果一直有相应的类来存储那么尽头在哪里呢？
对象方法存储在类中，类方法存储在元类中，由于只有类方法和类方法，所以，根元类里面是没有方法列表的
4.isa与superclass是什么关系? isa到底有哪些作用?
isa与superclass都是Class类型的64位指针，都是存储类的指针，没有直接的关系，isa偏向于数据的操作逻辑属于谁，即方法存储在哪里，找到后去操作数据，superclass偏向于父类在哪里，即更高级的操作逻辑属于谁，superclass是帮助isa在不同层级的父类中查找操作逻辑
5.类在内存中到底存在几份？
类在内存中只有一份，类和元类虽然看着名字一样，但是本质是两个独立的类，内存空间、底层编译都是不同的
