你真的知道OC的类（Class）是个什么玩意儿？

众所周知，所有的对象都是由其对应的类实例化而来，但是类本身其实也是一种对象，surprise？下面我们就来拨开这层迷雾。

类

在Objective-C中，我们用到的几乎所有类都是NSObject类的子类，查阅objc源码你会发现 NSObject类定义（如图1）我们这里只给出定义其他方法大家自行查阅。

图1

看完这个,那么问题来了：这个Class 类型的 isa 是个什么玩意儿？Class 又是个什么类型？带着这两个疑问我们查阅一下objc.h中Class 的定义（如图2）

图2

看完这个是不是又一脸懵逼！Class 被定义为一个指向objc_class 的结构体指针。那么objc_class 又是个什么玩意儿？我们接着看源码runtime.h中定义（如图3）

图3

你会发现，我艹，怎么又一个isa! 下面我们来解答这个疑惑。

其实在Objective-C中任何的类定义都是对象。即在程序启动的时候任何类定义都对应于一块内存。在编译的时候，编译器会给每一个类生成一个且只生成一个”描述其定义的对象”,也就是苹果公司说的类对象(class object),他是一个单例(singleton), 而我们在其他面向对象语言中所谓的对象，叫做实例对象(instance object)。对于实例对象我们不难理解，但类对象(class object)是个什么鬼？我们知道Objective-C是门很动态的语言，因此程序里的所有实例对象(instace object)都是在运行时由Objective-C的运行时库生成的，而这个类对象(class object)就是运行时库用来创建实例对象(instance object)的依据。

通过上面的讨论，可以得出结论，不管是实例对象，类对象，其结构中都有一个isa。实例对象中的isa 指针指向的是 该实例的类对象，那么同理，类对象的isa 指向的是谁呢？这就是 元类对象（meta class object）。他们之间的关系看起来是这样的（如图4）：

图4

类对象

类对象的本质

通过前文我们了解到，类对象是编译器生成的“描述类定义的对象”，就是在编译时的类。任何直接或者间接继承NSObject的类，它的实例对象（instance object）中都有一个isa 指针，指向它的类对象(class object)。这个类对象(class object)中存储了关于这个实例对象(instace object)所属的类的定义的一切：包括变量，方法，遵守的协议等等，这个可以通过（图3）来佐证。因此，类对象能访问所有关于这个类的信息，利用这些信息可以产生一个新的实例，但是类对象不能访问任何实例对象的内容。当你调用一个 “类方法” 例如 [NSObject alloc],你事实上是发送了一个消息给他的类对象。所谓一切皆对象就是这个意思。

那么类对象与实例对象有什么区别呢？

尽管类对象保留了一个类实例的原型，但它并不是实例本身。它没有自己的实例变量，也不能执行那些类的实例的方法（只有实例对象才可以执行实例方法）。然而，类的定义能包含那些特意为类对象准备的方法–类方法（ 而不是的实例方法）。类对象从父类那里继承类方法，就像实例从父类那里继承实例方法一样。

类对象是不是就是类名？

只有在消息表达式中作为接收者，类名才代表类对象。我理解为调用静态方法的时候。

元类对象

元类对象的实质

实际上，类对象是元类对象的一个实例。元类描述了 一个类对象，就像类对象描述了普通对象一样。不同的是元类的方法列表是类方法的集合，由类对象的选择器来响应。当向一个类发送消息时，objc_msgSend会通过类对象的isa指针定位到元类，并检查元类的方法列表（包括父类）来决定调用哪个方法。元类代替了类对象描述了类方法，就像类对象代替了实例对象描述了实例化方法一样。

很显然，元类也是对象，也应该是其他类的实例，实际上元类是根元类(root class’s metaclass)的实例,而根元类是其自身的实例，即根元类的isa指针指向自身。

类的super_class指向其父类，而元类的super_class则指向父类的元类。元类的super class链与类的super class链平行，所以类方法的继承与实例方法的继承也是并行的。而根元类(root class’s metaclass)的super_class指向根类(root class)，这样，整个isa指针链就是一个闭环。

记住，当一个消息发送给任何一个对象， 方法的检查 从对象的 isa 指针开始，然后是父类。实例方法在类中定义， 类方法 在元类和根类中定义。（根类的元类就是根类自己）。在一些计算机语言的原理中，一个类和元类层次结构可以更自由的组成，更深元类链和从单一的元类继承的更多的实例化的类。Objective-C 的类方法 是使用元类的根本原因，在其他方面试图在隐藏元类。例如 [NSObject class] 完全相等于 [NSObject self]，所以，在形式上他还是返回的 NSObject->isa 指向的元类。 Objective-C语言是一组实用的折中方案。下图表示了对象间的isa的关系，以及类的继承关系：

图片来自网络（图5）

综上所述，类对象(class object)中包含了类的实例变量，实例方法的定义，而元类对象(metaclass object)中包括了类的类方法(也就是C++中的静态方法)的定义。类对象和元类对象中当然还会包含一些其它的东西，苹果以后也可能添加其它的内容，但对于我们只需要记住：类对象存的是关于实例对象的信息(变量，实例方法等)，而元类对象(metaclass object)中存储的是关于类的信息(类的版本，名字，类方法等)。要注意的是，类对象(class object)和元类对象(metaclass object)的定义都是objc_class结构，其不同仅仅是在用途上，比如其中的方法列表在类对象(instance object)中保存的是实例方法(instance method)，而在元类对象(metaclass object)中则保存的是类方法(class method)。

写了这么多不知道能够拨开您心中的迷雾呢？欢迎大家勘误，互相学习！