窥探iOS底层实现--OC对象的分类：instance、class、meta-calss对象的isa和superclass - 掘金
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OC对象的分类：instance、class、meta-calss对象的isa和superclass
OC对象的分类主要可以分为三种:
- instance对象 (实例对象)
- class对象 (类对象)
- meta-class对象 (元类对象)
instance
instance对象就是通过类alloc出来的对象，每次调用alloc都会产生新的instance对象。
NSObject *obj1 = [[NSObject alloc]init];
NSObject *obj2 = [[NSObject alloc]init];
- obj1、obj2是NSObject的instance对象 (实例对象)
- 它们是不同的两个对象，分别占据两块不同的内存空间
instance对象在内存中存储的信息包括
- isa指针（所有的实例对象都有的。）
- 其他成员变量。
问题： 为什么所有的实例对象内存中都有isa那？
答： 因为所有的OC类都是继承自NSObject，所以每一个集成的类都包含NSObject里面所包含的isa。
///> Person类
@interface Person: NSObject{
@public
int _age;
}
@end
@implementation Person
@end
int main(int argc, char * argv[]) {
@autoreleasepool {
Person *p1 = [[Person alloc]init];
p1->_age = 3;
Person *p2 = [[Person alloc]init];
p2->_age = 3;
}
}
return 0;
OC_%E5%AF%B9%E8%B1%A1%E7%9A%84%E5%88%86%E7%B1%BB_instance01.png
- p1 存储的一定是 右侧[[Person alloc]init] 中实例的对象
- isa指针
- _age = 3
- 如果isa的内存地址为0x10010，那么我们的p1的内存地址也是0x10010，因为isa一定在实例对象的第一位，所以isa的内存地址就是person的内存地址。
class
Class对象在内存中存储的信息包括
///> 实例对象
NSObject *object1 = [[NSObject alloc]init]; ///> 实例对象
NSObject *object2 = [[NSObject alloc]init]; ///> 实例对象
///> 类对象
Class object1Class = [object1 class]; ///> 类对象
Class object2Class = [object2 class]; ///> 类对象
Class object3Class = object_getClass(object1); ///> 类对象
Class object4Class = object_getClass(object2); ///> 类对象
Class object5Class = [NSObject class]; ///> 类对象
- isa 指针
- superClass 指针
- 类的属性信息(@property)、类的对象方法信息(instance method)
- 类的协议信息(protocol)、类的成员变量信息(ivar)
-
成员变量信息：存储的成员变量的类型，名字等，相当于存储的描述信息，只需要存储一份。
OC_2_%E5%AF%B9%E8%B1%A1%E7%9A%84%E5%88%86%E7%B1%BB_class.png
-
meta-class
meta-class对象在内存中存储的信息包括
/// 注意： 这个位置我们调用的runtime的object_getClass方法 传入的值是 ！！！类对象！！！
Class objectMeatClass = object_getClass([NSObject class]); ///> 元类对象
- objectMeatClass是NSObject的meta-class对象（元类对象）
- 每个类在内存中有且只有一个meta-class对象
- meta-class对象和class对象的内存结构是一样的，但是用途不一样，在内存中存储的信息主要包括
- isa指针
- superclass指针
-
类的类方法信息(class method)
OC_2_%E5%AF%B9%E8%B1%A1%E7%9A%84%E5%88%86%E7%B1%BB_metaClass.png
///> 判断一个对象是否s为元类对象
BOOL result = class_isMetaClass([NSObject class]);
isa指针
问题1： oc对象的isa指针指向哪里？
问题2： oc类信息存放在哪里？
下面三种isa中一定存在着某种联系的，因为当我们调用一个对象方法 实际上是运用了OC的消息机制：
Person *person = [[Person alloc]init]
[person test];
///> 相当于↓↓↓
objc_msgSend(person, @selector(test));
并且类的对象方法存储的位置在类对象中，而我们的person是一个实例对象，我们需要通过实例对象isa指针去寻找person的类对象，然后调用存储在类对象中的test类方法。
OC_2_%E5%AF%B9%E8%B1%A1%E7%9A%84%E5%88%86%E7%B1%BB_isa%E6%8C%87%E9%92%88.png
- instance：实例对象中主要存储的是isa和其他成员变量，isa指针指向着class类对象，
- class： 类对象中主要存储的是isa、superclass、属性、对象方法、协议、成员变量。并且类对象的isa指针指向meta-class类对象
- meta-class： 元类对象中存储 isa、superclass、类方法的信息。
从64bit开始，isa需要进行一次位运算，才能计算出真实地址
OC_2_%E5%AF%B9%E8%B1%A1%E7%9A%84%E5%88%86%E7%B1%BB_isa%E6%8C%87%E9%92%881.png
-
ISA_MASK:
OC_2_%E5%AF%B9%E8%B1%A1%E7%9A%84%E5%88%86%E7%B1%BB_ISA_MASK.png
superclass
class对象的superclass指针
OC_2_%E5%AF%B9%E8%B1%A1%E7%9A%84%E5%88%86%E7%B1%BB_class-%3Esuperclass.png
- 上图：我们有一个Student对象，并且继承Person对象
- 当Student的Instance对象调用Person对象的方法时
- 会先通过 Student的instance对象的isa指针去找到Student的class
- 然后，通过Student类对象superclass 寻找Person的class
- person中存储着对象方法，找到并实现。
- student的superclass -> person class
- person的 superclass -> NSObject class
meta-class对象的superclass指针
OC_2_%E5%AF%B9%E8%B1%A1%E7%9A%84%E5%88%86%E7%B1%BB_meta-celss-%3Esuperclass.png
- 上图有一个Student对象，并且继承Person对象
- 当Student的Class对象调用Person类的方法时
- 会先通过 Student的class对象的isa指针去找到Student的meta-class
- 然后，通过Student的meta-class对象superclass 寻找Person的meta-class
- person的mete-class中存储着类方法，找到并实现。
总结
OC_2_%E5%AF%B9%E8%B1%A1%E7%9A%84%E5%88%86%E7%B1%BB_isa%3Asupercalss%E6%80%BB%E7%BB%93.png
- instance 的 isa指针 指向 class
- class 的 isa指针 指向 meta-class
- meta-class的 isa指针 指向 基类的meta-calss
- class的superclass指向父类的class
- 如果没有父类，superclass指针为nil
- meta-calss的superclass指向父类的meta-calss
- 基类的meta-class的superclass指向基类的class
- instance调用对象方法的轨迹
- isa先找到class，方法不存在，就通过superclass找父类
- class调用的类方法的轨迹
- isa找到meta-class，方法不存在，通过superclass找到父类
问题1： oc对象的isa指针指向哪里？
- 如果是instance对象： isa指针指向class对象
- 如果是class对象： isa指针指向meta-class对象
- 如果是meta-class对象： isa指针指向基类的meta-class对象
问题2： oc类信息存放在哪里？
- instance对象： 成员变量的具体值
- class对象： 对象方法、属性、成员变量描述信息、协议信息
- meta-class对象： 类方法
