瞅一瞅、看一看、isa指针怎么办？
关于这个问题，首先要了解异或、与、或运算。可以查看我往期的文章，有详细介绍。
1：要搞清楚isa指针，必须要知道的几个变量
// 简化了代码如下
# if __arm64__
# define ISA_MASK 0x0000000ffffffff8ULL
# elif __x86_64__
# define ISA_MASK 0x00007ffffffffff8ULL
// 简化了代码如下
struct objc_object {
private:
isa_t isa;
public:
// ISA() assumes this is NOT a tagged pointer object
Class ISA();
// getIsa() allows this to be a tagged pointer object
Class getIsa();
};
也就是比较简单的ISA_MASK，isa。这里可以暂且先可以这样记住isa的指向问题。实例对象的isa指向类对象，类对象的isa指向元类，元类对象指向根元类，根元类指向自己。姑且先按下图的方式记住。
isa和superclass的指向图
2：用代码验证isa指针问题
2.1 先添加两个类，代码实现如下
@interface Person : NSObject
@property (nonatomic, strong) NSString * personName;
@property (nonatomic, strong) NSString * personAges;
@property (nonatomic, strong) NSString * personAddrress;
-(void)personIstanceMethod1;
-(void)personlnstanceMethod2;
-(void)personlnstanceMethod3;
+(void)personClassMethod1;
+(void)personClassMethod2;
+(void)personClassMethod3;
@end
@interface Girl : Person
@property (nonatomic, strong) NSString * girlName;
@property (nonatomic, strong) NSString * girlAges;
@property (nonatomic, strong) NSString * girlAddrress;
-(void)girlnstanceMethod1;
-(void)girlnstanceMethod2;
-(void)girlnstanceMethod3;
+(void)girClassMethod1;
+(void)girClassMethod2;
+(void)girClassMethod3;
@end
2.2 验证代码如下
Girl * girls = [[Girl alloc] init];
Class instanceClass = [girls class];
Class clsClass = [Girl class];
Class metaClass = object_getClass(clsClass);
NSLog(@"--instanceClass：%p----clsClass:%p-----metaClass:%p",instanceClass,clsClass,metaClass);
2.3 断点查看各对象的isa指针的值
(lldb) p/x girls->isa
(Class) $0 = 0x00000001067bd750 Girl
(lldb) p/x instanceClass
(Class) $1 = 0x00000001067bd750 Girl
(lldb) p/x clsClass
(Class) $2 = 0x00000001067bd750 Girl
(lldb) p/x metaClass
(Class) $3 = 0x00000001067bd778
(lldb) p/x object_getClass(girls)
(Class) $4 = 0x00000001067bd750 Girl
这里尽然可以发现girls->isa指针地址和clsClass对象的isa地址是一样的。别着急，下面继续验证。
这里意外的发现instanceClass和clsClass对象地址是相同的。也就是说都是类对象。同等于[Girls class]。
顺便也可得出object_getClass返回对象的结论：
如果传入的是实例对象返回的结果就类对象
如果传入的是类对象返回的结果就元类对象
2.4 言归正传话说ISA指针
实例对象的isa指针地址是0x00000001067bd750
在第一部分中关于objc_object源码中有一个私有变量
private:
isa_t isa;
和他相关联的isa_t是一个联合体如下
这里需要注意的是bits属性
union isa_t {
isa_t() { }
isa_t(uintptr_t value) : bits(value) { }
Class cls;
uintptr_t bits;
#if defined(ISA_BITFIELD)
struct {
ISA_BITFIELD; // defined in isa.h
};
#endif
};
其中objc_object公开的关于isa的方法
public:
// ISA() assumes this is NOT a tagged pointer object
Class ISA();
// getIsa() allows this to be a tagged pointer object
Class getIsa();
方法ISA()源码如下
objc_object::ISA()
{
assert(!isTaggedPointer());
#if SUPPORT_INDEXED_ISA
if (isa.nonpointer) {
uintptr_t slot = isa.indexcls;
return classForIndex((unsigned)slot);
}
return (Class)isa.bits;
#else
return (Class)(isa.bits & ISA_MASK);
#endif
}
注意这里有个宏定义
SUPPORT_INDEXED_ISA
表示 isa_t 中存放的 Class 信息是 Class 的地址，还是一个索引(根据该索引可在类信息表中查找该类结构地址)。经测试，iOS 设备上 SUPPORT_INDEXED_ISA 是 0。
TaggedPointer此处不做介绍
最后这个ISA()执行到
return (Class)(isa.bits & ISA_MASK);
可以看到&ISA_MASK。接着我们会到2.4 断点查看各对象的isa指针的值小节。用girl的实例对象isa & ISA_MASK。如果过你忘了ISA_MASK是什么了，请翻到最上方可查看定义。
代码如下
p/x 0x00000001067bd750 & 0x0000000ffffffff8
(long) $5 = 0x00000001067bd750
会发现&之后没变。是不是感觉& ISA_MASK 是不是没用。
记住这个问题后，在继续验证类对象的isa和元类对象的isa关系
由于断点没法看Class对象的isa
需要自定义一个结构体
struct custom_objc_class {
Class isa;
};
看看校验代码
Girl * girls = [[Girl alloc] init];
Class instanceClass = [girls class];
Class clsClass = [Girl class];
struct custom_objc_class * _objc_class = (__bridge custom_objc_class *)(clsClass);
Class metaClass = object_getClass(clsClass);
校验代码如下
(lldb) p/x _objc_class->isa
(Class) $0 = 0x000000010a2168c0
(lldb) p/x metaClass
(Class) $1 = 0x000000010a2168c0
(lldb) p/x 0x000000010a2168c0 & 0x0000000ffffffff8
(long) $2 = 0x000000010a2168c0
第一眼没变化，是不是，类对象的isa和原来的地址是一样的。即使是&ISA_MASK了之后也没感觉。。。。。。
各位看官请继续向下看！！！
以上是我创建的iOS项目，为了验证问题，继续创建一个命令行项目。
3：继续用命令行项目的代码验证isa指针问题
3.1命令行项目验证实例对象的isa
所有的步骤和创建的两个类都一样。就省略一下
直接上运行的代码
#import "Girl.h"
#import <objc/runtime.h>
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// insert code here...
Girl * girls = [[Girl alloc] init];
Class instanceClass = [girls class];
Class clsClass = [Girl class];
Class metaClass = object_getClass(clsClass);
NSLog(@"--instanceClass：%p----clsClass:%p-----metaClass:%p",instanceClass,clsClass,metaClass);
}
return 0;
}
直接打印对象的地址和&ISA_MASK的操作
(lldb) p/x girls->isa
(Class) $0 = 0x001d8001000021d9 Girl
(lldb) p/x clsClass
(Class) $1 = 0x00000001000021d8 Girl
(lldb) p/x 0x001d8001000021d9 & 0x00007ffffffffff8
(long) $2 = 0x00000001000021d8
注意这里跑的命令行项目。所有要用0x00007ffffffffff8值来做为ISA_MASK。
3.2命令行项目验证类对象的isa
和在iOS项目下一样的创建一个结构体
struct custom_objc_class {
Class isa;
};
Girl * girls = [[Girl alloc] init];
Class instanceClass = [girls class];
Class clsClass = [Girl class];
struct custom_objc_class * _objc_class = (__bridge custom_objc_class *)(clsClass);
Class metaClass = object_getClass(clsClass);
直接打印输出如下
(lldb) p/x cs_objc_class->isa
(Class) $0 = 0x00000001000021b8
(lldb) p/x metaClass
(Class) $1 = 0x00000001000021b8
(lldb) p/x 0x00007ffffffffff8 & 0x00000001000021b8
(long) $2 = 0x00000001000021b8
这个很奇怪哦，类对相关isa竟然和元类对象的地址是一样的。。。。是不是偶然的
小结：
isa和supper
所以证明了实例对象的isa&ISA_MASK 可以得到类对象的地址,
当然也可以同样的验证类的isa&ISA_MASK可以得到元类对象的地址。
至于为什么能&ISA_MASK能得到对象的地址。本文暂不错解释，后面会有详细说明，可以先说一点点，这里iOS对arm64的isa指针做了优化。
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