Objective-C的本质

• 我们平时编写的Objective-C代码，底层实现其实都是C\C++代码

  
  
• 所以Objective-C的面向对象都是基于C\C++的数据结构实现的
• 思考：Objective-C的对象、类主要是基于C\C++的什么数据结构实现的？

结构体

• 将Objective-C代码转换为C\C++代码

• xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc OC源文件 -o 输出的CPP文件

• 如果需要链接其他框架，使用-framework参数。比如-framework UIKit

• 思考：一个OC对象在内存中是如何布局的？

• NSObject的底层实现

  
  
  
  

• 思考：一个Person对象、一个Student对象占用多少内存空间？

  
  

实时查看内存数据

• Debug -> Debug Workfllow -> View Memory （Shift + Command + M）

  
  
• 也可以使用LLDB指令

2个容易混淆的函数

• 创建一个实例对象，至少需要多少内存？

#import <objc/runtime.h>
class_getInstanceSize([NSObject class]);

• 创建一个实例对象，实际上分配了多少内存？

#import <malloc/malloc.h>
malloc_size((__bridge const void *)obj);

常用LLDB指令

• print、p：打印
• po：打印对象
• 读取内存

• memory read/数量格式字节数 内存地址
• x/数量格式字节数 内存地址

x/3xw 0x10010

• 格式

x是16进制，f是浮点，d是10进制

• 字节大小

b：byte 1字节，h：half word 2字节
w：word 4字节，g：giant word 8字节

• 修改内存中的值

• memory write 内存地址 数值
  memory write 0x0000010 10

OC对象的分类

• Objective-C中的对象，简称OC对象，主要可以分为3种

• instance对象（实例对象）
• class对象（类对象）
• meta-class对象（元类对象）

• 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

  
  

• object1、object2是NSObject的instance对象（实例对象）

• 它们是不同的两个对象，分别占据着两块不同的内存

• instance对象在内存中存储的信息包括

• isa指针
• 其他成员变量

class

• objectClass1 ~ objectClass5都是NSObject的class对象（类对象）
• 它们是同一个对象。每个类在内存中有且只有一个class对象
• class对象在内存中存储的信息主要包括

• 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）
• ......

meta-class

• objectMetaClass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）
• ......

注意

• 以下代码获取的objectClass是class对象，并不是meta-class对象

  
  

查看Class是否为meta-class

isa指针

• instance的isa指向class

当调用对象方法时，通过instance的isa找到class，最后找到对象方法的实现进行调用

• class的isa指向meta-class

当调用类方法时，通过class的isa找到meta-class，最后找到类方法的实现进行调用

class对象的superclass指针

• 当Student的instance对象要调用Person的对象方法时，会先通过isa找到Student的class，然后通过superclass找到Person的class，最后找到对象方法的实现进行调用

meta-class对象的superclass指针

• 当Student的class要调用Person的类方法时，会先通过isa找到Student的meta-class，然后通过superclass找到Person的meta-class，最后找到类方法的实现进行调用

isa、superclass总结

• instance的isa指向class
• class的isa指向meta-class
• meta-class的isa指向基类的meta-class
• class的superclass指向父类的class

如果没有父类，superclass指针为nil

• meta-class的superclass指向父类的meta-class

基类的meta-class的superclass指向基类的class

• instance调用对象方法的轨迹

isa找到class，方法不存在，就通过superclass找父类

• class调用类方法的轨迹

isa找meta-class，方法不存在，就通过superclass找父类

isa指针

• 从64bit开始，isa需要进行一次位运算，才能计算出真实地址

  
  

objc4源码下载

• https://opensource.apple.com/tarballs/objc4/

窥探struct objc_class的结构

• class、meta-class对象的本质结构都是struct objc_class