object_getClass(obj)与[obj class]的区别以及什么是Class和MetaClass

在解决一个问题,对一个类方法使用method swizzling时,调用class_addMethod(Class_Nullable cls, SEL_Nonnull name, IMP_Nonnull imp, const char*_Nullable types) 方法时cls参数传入了错误的class对象,导致方法始终返回true,swizzling不成功。


背景:起初cls对象使用 Class class = [NSClassFromString(@"xxxx") class]获得,此方法返回的是Class本身的指针,而非该Class的元类指针(什么是元类[MetaClass],作用是什么,后面聊)。

解决:Class class =object_getClass( NSClassFromString(@"xxxx")); 此时获取的为xxxClass的元类(MetaClass)。此时将得到的变量class传入class_addMethod方法中的cls参数,可以判断当前clas是否存在对应的类方法。

分析:object_getClass(obj)[obj class]有什么不同呢,他们会分别返回什么呢?

答案:当obj为实例对象时,[obj class]中class是实例方法:- (Class)class,返回的obj对象中的isa指针;

当obj为类对象(包括元类和根类以及根元类)时,[obj class]中class是类方法:+ (Class)class,返回的结果为其本身。

object_getClass返回obj中的isa指针,如果obj为实例,则obj的是isa指针为类对象。如果obj的为类对象,则isa指向的为元类对象。以此类推,如下图

image

解决了object_getClass(obj)[obj class]的区别,接下来聊一聊什么是Class和MetaClass。object_getClass(obj)[obj class]都为返回一个Class对象,我们进一步深入查看,会发现Class实际上是一个名为objc_class的结构体指针。

struct objc_object {
    Class _Nonnull isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};
struct objc_class {
//实例的isa指向类对象,类对象的isa指向元类
    Class _Nonnull isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
    //父类
    Class _Nullable super_class                              OBJC2_UNAVAILABLE;
    //类名
    const char * _Nonnull name                               OBJC2_UNAVAILABLE;
    long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
    long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    //成员变量列表
    struct objc_ivar_list * _Nullable ivars                  OBJC2_UNAVAILABLE;
    //方法列表
    struct objc_method_list * _Nullable * _Nullable methodLists                    OBJC2_UNAVAILABLE;
    //缓存
    struct objc_cache * _Nonnull cache                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    //协议列表
    struct objc_protocol_list * _Nullable protocols          OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif

} OBJC2_UNAVAILABLE;

OC中调用方法,实质是消息发送,即调用objc_msgSend方法。如果是实例对象,则消息发送的过程中,首先从实例对象中isa指针(类对象)的缓存(cache)中先去查找是否有对应的方法,如果没有再去methodLists寻找;仍然没有,就去父类(superclass)中的cache与methodLists寻找;如若依旧没有,就去父类的父类查找,依次追溯,直到根类(rootclass)。如果是类对象,则消息发送的过程中,首先从类对象中isa指针(元类对象)的缓存(cache)中先去查找是否有对应的方法。后续过程,同上。

上述就解释了,博主本文中一开始遇到的问题,为何使用[NSClassFromString(@"xxxx") class]不行,必须使用object_getClass( NSClassFromString(@"xxxx"))。由于需要method swizzling的是类方法,所以必须在元类(metaclass)中进行方法替换。

最后,如果在消息转发中寻找到根类依旧没有寻找到方法实现,就进入消息转发阶段。关于具体的OC中runtime的消息发送与转发机制,就等下一篇博客分析吧,也可以自行查阅网上资料。

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