类与方法的底层实现
首先创建一个类：
#import <Foundation/Foundation.h>
NS_ASSUME_NONNULL_BEGIN
@interface PlatoJobs : NSObject
@property(nonatomic,copy)NSString *myProperty;
-(void)pjmethod;
@end
----
@implementation PlatoJobs
-(void)pjmethod{
NSLog(@"PlatoJobs's method");
}
+(void)PJ_ClassMethod{
NSLog(@"PlatoJobs's class method");
}
NS_ASSUME_NONNULL_END
用clang转化为c++代码，会生成一个cpp文件
命令如下：xcrun -sdk iphoneos clang -rewrite-objc -F UIKit -fobjc-arc -arch arm64 xxxx.m .
⚠️：xxx.m就是你要转化的文件。
Last login: Sat Dec 14 15:16:41 on ttys003
platojobs@PlatoJobsdeMacBook-Pro ~ % xcrun -sdk iphoneos clang -rewrite-objc -F UIKit -fobjc-arc -arch arm64 /Users/platojobs/Desktop/ClassAny/ClassAny/PlatoJobs.m
由于引入UIKit，所以该文件的体积会比较大
此.cpp文件比较多，我们只分析关键的：
文件的最后：
可以看到我们定义的类PlatoJobs写到了 __DATA, __objc_classlist这个section中，这里对应的就是所有类的列表。
static struct _class_t *L_OBJC_LABEL_CLASS_$ [1] __attribute__((used, section ("__DATA, __objc_classlist,regular,no_dead_strip")))= {
&OBJC_CLASS_$_PlatoJobs,
};
再向上可以看到 static void OBJC_CLASS_SETUP_$_PlatoJobs(void )方法对类的初始化。具体如下：
extern "C" __declspec(dllimport) struct _class_t OBJC_METACLASS_$_NSObject;
extern "C" __declspec(dllexport) struct _class_t OBJC_METACLASS_$_PlatoJobs __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_data"))) = {
0, // &OBJC_METACLASS_$_NSObject,
0, // &OBJC_METACLASS_$_NSObject,
0, // (void *)&_objc_empty_cache,
0, // unused, was (void *)&_objc_empty_vtable,
&_OBJC_METACLASS_RO_$_PlatoJobs,
};
extern "C" __declspec(dllimport) struct _class_t OBJC_CLASS_$_NSObject;
extern "C" __declspec(dllexport) struct _class_t OBJC_CLASS_$_PlatoJobs __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_data"))) = {
0, // &OBJC_METACLASS_$_PlatoJobs,
0, // &OBJC_CLASS_$_NSObject,
0, // (void *)&_objc_empty_cache,
0, // unused, was (void *)&_objc_empty_vtable,
&_OBJC_CLASS_RO_$_PlatoJobs,
};
static void OBJC_CLASS_SETUP_$_PlatoJobs(void ) {
OBJC_METACLASS_$_PlatoJobs.isa = &OBJC_METACLASS_$_NSObject;
OBJC_METACLASS_$_PlatoJobs.superclass = &OBJC_METACLASS_$_NSObject;
OBJC_METACLASS_$_PlatoJobs.cache = &_objc_empty_cache;
OBJC_CLASS_$_PlatoJobs.isa = &OBJC_METACLASS_$_PlatoJobs;
OBJC_CLASS_$_PlatoJobs.superclass = &OBJC_CLASS_$_NSObject;
OBJC_CLASS_$_PlatoJobs.cache = &_objc_empty_cache;
}
OBJC_CLASS_$_PlatoJobs是一个 _class_t结构，其定义如下：
struct _class_t {
struct _class_t *isa;
struct _class_t *superclass;
void *cache;
void *vtable;
struct _class_ro_t *pro;
}
它的isa和superclass都是_class_t类型的结构体，从setup方法可以看到，PlatoJobs类的isa是meta PlatoJobs，它的superclass是NSObject。而 meta PlatoJobs的isa是指向 meta NSObject，它的superclass是meta NSObject根据oc中类的继承关系，可以看到如下图：
实线代表
superclass指针，虚线代表isa指针，一个类的实例的isa指向它的class，类的superclass指向它的父类，类的isa指向它的meta-class，类的meta-class的superclass指向父类的meta-class，一直到NSObject的meta-class，它的meta-class的superclass就是它自己。NSObject类的superclass为nil.
我们接着看OBJC_CLASS_$_PlatoJobs,其中OBJC_CLASS_$_PlatoJobs这是一个readonly的属性，是在编译器中确定的，并且是只读的。找到该变量的定义，具体如下：
static struct _class_ro_t _OBJC_CLASS_RO_$_PlatoJobs __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_const"))) = {
0, __OFFSETOFIVAR__(struct PlatoJobs, _myProperty), sizeof(struct PlatoJobs_IMPL),
0,
"PlatoJobs",
(const struct _method_list_t *)&_OBJC_$_INSTANCE_METHODS_PlatoJobs,
0,
(const struct _ivar_list_t *)&_OBJC_$_INSTANCE_VARIABLES_PlatoJobs,
0,
(const struct _prop_list_t *)&_OBJC_$_PROP_LIST_PlatoJobs,
};
而struct _class_ro_t如下：
struct _class_ro_t {
unsigned int flags;
unsigned int instanceStart;
unsigned int instanceSize;
const unsigned char *ivarLayout;
const char *name;
const struct _method_list_t *baseMethods;
const struct _objc_protocol_list *baseProtocols;
const struct _ivar_list_t *ivars;
const unsigned char *weakIvarLayout;
const struct _prop_list_t *properties;
};
该结构保存在__DATA,__objc_const中，是一个_class_ro_t类型的变量，里面包含了实例的大小，方法、变量和属性，_OBJC_$_INSTANCE_METHODS_PlatoJobs的定义如下：
struct _objc_method {
struct objc_selector * _cmd;
const char *method_type;
void *_imp;
};
static struct /*_method_list_t*/ {
unsigned int entsize; // sizeof(struct _objc_method)
unsigned int method_count;
struct _objc_method method_list[3];
} _OBJC_$_INSTANCE_METHODS_PlatoJobs __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_const"))) = {
sizeof(_objc_method),
3,
{{(struct objc_selector *)"pjmethod", "v16@0:8", (void *)_I_PlatoJobs_pjmethod},
{(struct objc_selector *)"myProperty", "@16@0:8", (void *)_I_PlatoJobs_myProperty},
{(struct objc_selector *)"setMyProperty:", "v24@0:8@16", (void *)_I_PlatoJobs_setMyProperty_}}
};
这里定义了方法的个数以及每个方法，需要注意的是这里是只有实例方法，而类方法定义在meta-class中，可以看到这里的实例方法有pjmethod，myProperty，setMyProperty后面两个方法是编译器根据属性myProperty自动生成的setter和getter方法方法的定义中包括方法名、方法签名（Type Encodings）和方法的实现。如果想详细了解Type Encodings可以查看苹果官方文档。pjmethod方法的实现如下：
static __NSConstantStringImpl __NSConstantStringImpl__var_folders_wm_jgydmfmx3vnbhg_9dglv581c0000gn_T_PlatoJobs_a876b6_mi_0 __attribute__ ((section ("__DATA, __cfstring"))) = {__CFConstantStringClassReference,0x000007c8,"PlatoJobs's method",18};
类方法
static struct /*_method_list_t*/ {
unsigned int entsize; // sizeof(struct _objc_method)
unsigned int method_count;
struct _objc_method method_list[1];
} _OBJC_$_CLASS_METHODS_PlatoJobs __attribute__ ((used, section ("__DATA,__objc_const"))) = {
sizeof(_objc_method),
1,
{{(struct objc_selector *)"PJ_ClassMethod", "v16@0:8", (void *)_C_PlatoJobs_PJ_ClassMethod}}
};
我们接着看一下PlatoJobs类的实现:
struct NSObject_IMPL {
__unsafe_unretained Class isa;
};
struct PlatoJobs_IMPL {
struct NSObject_IMPL NSObject_IVARS;
NSString * _Nonnull __strong _myProperty;
};
最后送大家一副图帮助大家理解：
后面我会分析：
iOS类与方法底层探析（二）运行时类的内存结构
iOS类与方法底层探析（三）-方法调用的消息机制
iOS类与方法底层探析（四）-方法调用RunTime的具体应用
