iOS底层探索 -- 类的结构分析 (二)

isa走位图镇楼


isa流程图.png

其实在研究类或是对象的过程中,这张图一直是贯穿整个流程的线索。

消失的类方法

在我们上次的研究中,我们打印了类的class_data_bits_t信息,同时打印了其中的方法列表,但似乎我们没有看见类方法
lldb重新验证一下

@interface FQPerson : NSObject
@property (nonatomic, strong) NSString * name;
@property (nonatomic, strong) NSString * nikeName;
-(void)sayHelloWorld;
-(void)eat;
+(void)cry;
@end
FQPerson * person  = [FQPerson alloc];        
NSLog(@"%@",person);

首先,我们声明一个创建了一个类,其中声明两个对象方法,一个类方法,然后初始化一个类对象
lldb打印

方法列表lldb打印.png

(注:没有实现的方法在这里也无法打印)

所以,在这里,我们并没有发现类方法。那么,类方法存在哪里?

MachOView

在这里,我们引入一个新的工具 MachOView
MachOView工具可Mac平台中可查看MachO文件格式信息,iOS系统中可执行程序属于Mach-O文件格式

2305876-ffd25d22e3a3cbee.png

将products中编译出的文件拖入MachOView

文件.png

就可以得到


MachO界面.png

我们打开其中的FunctionStarts->Functions就可以看到类内部的方法

Funtions.jpg

其中清楚打印了类方法+(void)cry;是确实存在的。

类方法确实存在,可是却并没有在bits的方法列表中,我们猜测类方法的归属不属于类本身。

元类探索

在我们之前探索isa的过程中,我们知道类都存在一个同名同姓的玩意儿,我们称之为MetaClass 元类,既然它也是FQPerson,那是否可能类方法存在于元类当中

这次,我们通过代码验证
通过class_getInstanceMethod方法
方法说明

方法说明.jpg

将方法和指定的类所实现的方法先对应,如果指定类或者其父类均包含其实例方法,则为NULL

FQPerson * person  = [FQPerson alloc];
Class pClass     = object_getClass(person);
const char *className = class_getName(pClass);
Class metaClass = objc_getMetaClass(className);
Method method = class_getInstanceMethod(metaClass, @selector(cry));
NSLog(@"%p",method);

打印结果为0x1000034e8,确实存在于FQPerson的元类中。

方法拓展

由此,我们来分析一个试题,基于上面测试时的类,和类中的方法

void fqInstanceMethod_classToMetaclass(Class pClass){
    
    const char *className = class_getName(pClass);
    Class metaClass = objc_getMetaClass(className);
    
    Method method1 = class_getInstanceMethod(pClass, @selector(eat));
    Method method2 = class_getInstanceMethod(metaClass, @selector(eat));

    Method method3 = class_getInstanceMethod(pClass, @selector(cry));
    Method method4 = class_getInstanceMethod(metaClass, @selector(cry));
    
    NSLog(@"%s - %p-%p-%p-%p",__func__,method1,method2,method3,method4);
}

从上面的分析中,我们已经知道对象方法 是在 中的,类方法存在于元类

  • method1 在中查找 -(void)eat; 这样一个对象实例方法 存在
  • method2 在元类中查找 -(void)eat; 这样一个对象实例方法 不存在
  • method3 在中查找 +(void)cry; 这样一个类的实例方法 不存在
  • method3 在元类中查找 +(void)cry; 这样一个类的实例方法 存在

对比打印结果 0x100003550-0x0-0x0-0x1000034e8


void fqClassMethod_classToMetaclass(Class pClass){
    
    const char *className = class_getName(pClass);
    Class metaClass = objc_getMetaClass(className);
    
    Method method1 = class_getClassMethod(pClass, @selector(eat));
    Method method2 = class_getClassMethod(metaClass, @selector(eat));

    Method method3 = class_getClassMethod(pClass, @selector(cry));
    //
    Method method4 = class_getClassMethod(metaClass, @selector(cry));
    
    NSLog(@"%s-%p-%p-%p-%p",__func__,method1,method2,method3,method4);
}

方法分析


class_getClassMethod.jpg
Method class_getClassMethod(Class cls, SEL sel)
{
    if (!cls  ||  !sel) return nil;

    return class_getInstanceMethod(cls->getMeta(), sel);
}

这个方法是查找类中是否存在类方法,由代码实现中,可以看出class会被指向metaClass然后查找(注意,如果本身这个class已经是metaClass,那么将直接返回class

  • method1 在中查找 +(void)eat; 这样一个类实例方法 不存在
  • method2 在元类中查找 +(void)eat; 这样一个类实例方法 不存在
  • method3 在中查找 +(void)cry; 这样一个类实例方法 存在
  • method3 在元类中查找 +(void)cry; 这样一个类实例方法 存在

对比打印 -0x0-0x0-0x1000034e8-0x1000034e8


BOOL re1 = [(id)[NSObject class] isKindOfClass:[NSObject class]];       //
BOOL re2 = [(id)[NSObject class] isMemberOfClass:[NSObject class]];     //
BOOL re3 = [(id)[FQPerson class] isKindOfClass:[FQPerson class]];       //
BOOL re4 = [(id)[FQPerson class] isMemberOfClass:[FQPerson class]];     //
NSLog(@" re1 :%hhd\n re2 :%hhd\n re3 :%hhd\n re4 :%hhd\n",re1,re2,re3,re4);
BOOL re5 = [(id)[NSObject alloc] isKindOfClass:[NSObject class]];       //
BOOL re6 = [(id)[NSObject alloc] isMemberOfClass:[NSObject class]];     //
BOOL re7 = [(id)[FQPerson alloc] isKindOfClass:[FQPerson class]];       //
BOOL re8 = [(id)[FQPerson alloc] isMemberOfClass:[FQPerson class]];     //
NSLog(@" re5 :%hhd\n re6 :%hhd\n re7 :%hhd\n re8 :%hhd\n",re5,re6,re7,re8);

分析

  • + (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls;
+ (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls {
    for (Class tcls = self->ISA(); tcls; tcls = tcls->superclass) {
        if (tcls == cls) return YES;
    }
    return NO;
}
  • + (BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls
+ (BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls {
    return self->ISA() == cls;
}
  • - (BOOL)isKindOfClass:(Class)aClass;
- (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls {
    for (Class tcls = [self class]; tcls; tcls = tcls->superclass) {
        if (tcls == cls) return YES;
    }
    return NO;
}
  • - (BOOL)isMemberOfClass:(Class)aClass;
- (BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls {
    return [self class] == cls;
}
  1. BOOL re1 = [(id)[NSObject class] isKindOfClass:[NSObject class]];

第一次 tclsNSObject元类NSObject 不相等
第二次 tclsNSObject元类的父类 ——> NSObjectNSObject 相等

  1. BOOL re3 = [(id)[FQPerson class] isKindOfClass:[FQPerson class]];

第一次 tclsFQPerson元类FQPerson 不相等
第二次 tclsFQPerson元类的父类 ——> NSObjectFQPerson 不相等

  1. BOOL re2 = [(id)[NSObject class] isMemberOfClass:[NSObject class]];

NSObject的元类NSObject 不相等

  1. BOOL re4 = [(id)[FQPerson class] isMemberOfClass:[FQPerson class]];

FQPerson的元类FQPerson 不相等

  1. BOOL re5 = [(id)[NSObject alloc] isKindOfClass:[NSObject class]];

NSObject实例化对象的类->NSObjectNSObject 相等

  1. BOOL re6 = [(id)[NSObject alloc] isMemberOfClass:[NSObject class]];

NSObject实例化对象的类->NSObjectNSObject 相等

  1. BOOL re7 = [(id)[FQPerson alloc] isKindOfClass:[FQPerson class]];

FQPerson实例化对象的类->FQPersonFQPerson 相等

  1. BOOL re8 = [(id)[FQPerson alloc] isMemberOfClass:[FQPerson class]];

FQPerson实例化对象的类->FQPersonFQPerson 相等

综上 1 0 0 0 1 1 1 1 。
这些题目不止考验对函数的了解,还考验了细心程度,切记 不可大意失荆州。

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