1. Class结构的本质
上一章对isa结构的本质做了探究，下面探究Class的内部结构。
isa指针指向图示
- class对象和meta-class对象结构相似，meta-class对象是特殊的class对象；
- 关于存储方法：
class对象存储对象方法，meta-class对象存储类方法。
(1) Class的结构
由OC源码可以找出Class的结构：
Class的结构
由Class的结构可知：
- 通过
bits & FAST_DATA_MASK可以得到class_rw_t结构体；class_rw_t结构体中存放方法列表、属性列表、协议列表等，并包括一个指向class_ro_t结构体的指针ro；（rw即readwrite可读可写）class_ro_t结构体中存放类的初始内容，包括方法列表、属性列表、协议列表等，并包括成员变量列表。（ro即readonly只读）
(2) class_rw_t 结构
class_rw_t结构体中存放方法列表（method_array_t类型）、属性列表 （property_array_t类型）、协议列表（protocol_array_t类型），接下来分析三者的结构：
method_array_t、property_array_t、protocol_array_t 结构
通过以上源码可知：
method_array_t、property_array_t、protocol_array_t结构相同；
下面只对method_array_t的内部结构进行分析，property_array_t和protocol_array_t的可以类推。
method_array_t内部结构
由method_array_t内部结构可知：
method_array_t是一个二维数组，每个元素是method_list_t；
method_list_t是一维数组，每个元素是method_t；
class_rw_t里面的methods、properties、protocols是二维数组，是可读可写的，包含了类的初始内容、分类的内容。
(3) class_ro_t结构
class_ro_t结构体中存放方法列表（method_list_t类型）、属性列表 （property_list_t类型）、协议列表（protocol_list_t类型），所以method_list_t的内部结构如下：
method_list_t内部结构
由method_list_t内部结构可知：
method_list_t是一维数组，每个元素是method_t；
class_ro_t里面的baseMethodList、baseProtocols、ivars、baseProperties是一维数组，是只读的，包含了类的初始内容。
(4) class_rw_t结构与class_ro_t结构
class_rw_t结构体通过attachList函数内的memmove和memcpy操作将所有分类的对象方法附加到类对象的方法列表中。
通过源码进入realizeClass函数，查看class_rw_t与class_ro_t两者之间的关系：
realizeClass函数
由realizeClass函数可知：
类的初始信息（方法、属性、协议、成员变量等）存放在
class_ro_t中；
程序运行时，class_ro_t中的列表和分类中的列表合并起来存放在class_rw_t中。
(5) method_t结构
由以上分析可知：
class_rw_t结构体和class_ro_t结构体的方法列表，其最小单位都是method_t结构体。
通过源码进入method_t结构体：
method_t结构
由源码可知：method_t结构体包含三个成员变量，接下对三者进行分析：
1> SEL name;函数名
SEL代表方法/函数名，即选择器，底层结构和char指针类似；
通过@selector()或sel_registerName()获得；
通过sel_getName()或NSStringFromSelector()将SEL转成字符串；- 不同类中相同名字的方法，所对应的方法选择器是相同的。
验证如下：
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
SEL sel1 = @selector(init);
SEL sel2 = sel_registerName("init");
NSLog(@"%p %p", sel1, sel2);
const char *str1 = sel_getName(sel1);
NSString *str2 = NSStringFromSelector(sel2);
NSLog(@"%s %@", str1, str2);
}
return 0;
}
打印结果
打印的地址与方法名都相同，验证成功。
2> const char *types;编码（返回值类型，参数类型）
再Person类中写一个方法：
// TODO: ----------------- Person类 -----------------
@interface Person : NSObject
@end
@implementation Person
- (int)testHeight:(float)height age:(int)age {
return 0;
}
@end
将Person.m文件转为C++语言，找到_class_ro_t结构体，因为它存着类的初始信息：
_class_ro_t源码
由以上源码可知：
方法名为：testHeight:age:；
编码types为："i24@0:8f16i20"；
函数地址为：_I_Person_testHeight_age_。
编码types为："i24@0:8f16i20"，采用了iOS的@encode的指令，该指令将具体的类型表示成字符串编码。部分编码如下：
Objective-C type encodings
我们通过该表进行分析：
// 函数默认会带有self和_cmd两个参数
- (int)testHeight:(float)height age:(int)age；
types - i24@0:8f16i20
types - i 24 @ 0 : 8 f 16 I 20
int id SEL float int
返回值 self _cmd height age
// 分析数字意义：
24 - 所有参数占24个字节
0 - self是从第0个字节开始存储，id类型占8个字节
8 - _cmd是从第8个字节开始存储，SEL类型占8个字节
16 - height是从第16个字节开始存储，float类型占4个字节
20 - age是从第20个字节开始存储，int类型占4个字节
3> IMP imp;指向函数的指针（函数地址）
IMP的内部实现如下：
typedef id _Nullable (*IMP)(id _Nonnull, SEL _Nonnull, ...);
IMP代表函数的具体实现，存储着函数地址。
2. 方法缓存cache_t
isa指针、superclass指针指向汇总图示
如果调用对象方法：
- 首先通过instance的
isa指向Class，
然后在Class对象中class_rw_t结构体的methods数组中查找方法； - 如果Class对象中找不到该方法，
需要通过superclass指针找到父类的Class对象，
然后在父类的Class对象中class_rw_t结构体的methods数组中查找方法 - 如果父类的Class对象中找不到该方法，再次通过
superclass指针找上一级的父类，如此循环。
如果一个方法需要调用许多次的话，需要循环遍历多次以上步骤；
iOS采用方法缓存cache_t，用散列表（哈希表）缓存曾经调用过的方法，可以提高方法的查找速度。
调用方法时优先去缓存中查找此方法，缓存中没有再去类对象中查找，然后将其加入缓存中方便下次调用。
(1) cache_t缓存方式
由OC源码可以找出cache_t的结构：
cache_t结构
由cache_t结构可知：
-
cache_t结构体存储_buckets、_mask、_occupied；
1>_buckets散列表，存放方法选择器充当的Key值，以及函数的内存地址IMP；
2>_mask散列表的长度减1，任何数通过与_mask进行按位与运算之后获得的值都会小于等于_mask，不会出现数组溢出的情况；
3>_occupied已经缓存的方法数量。
cache_t结构可以归纳如下：
cache_t结构
接下来查看OC内部如何处理缓存：
cache_t::find函数
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