iOS日记8-Objective-C对象模型

1.理解“类对象”的用意

“在运行期检查对象类型”这一操作也叫“类型信息查询”（introspection，内省）。在OC中不要直接比较对象所属的类，明智的做法是调用“类型信息查询”方法。为什么呢？从这一点，我们展开对OC对象本质的探讨。

2.什么是OC对象

首先，我们要定义对象是什么，这样我们才能更好的区分什么样的“东西”是对象。OC中的对象，具有类型信息，能接受消息。这是它最重要的内容。
从objc源码看，描述OC对象的数据结构定义如下。简单的理解，我们可以把objc_object理解为对象，把objc_class理解为类。我们可以得出，每一个对象都是一个类的实例。

typedef struct objc_class *Class;
typedef struct objc_object {
  Class isa;  //该变量定义了对象所属的类
} *id;

接着，我们再看下Class的实现，省略部分内容：

typedef stuct objc_class *Class;
struct objc_class {
  Class isa;
  Class super_class;
  const char *name;
  struct objc_method_list **methodLists;
  // ...略
};

不难看出，类（objc_class）的实现也包含了isa指针，它也能接受消息（即我们使用的类方法）。所以，我们又得出，每一个类也是一个对象。

归纳一下，OC中的类和对象都是对象，他们都含有一个isa指针，指向他们的类。并且能接受消息。

3.元类的由来

从上文可以看出类和对象都是OC对象，与之而来产生了一个问题：对象是一个类的实例，那么类是否是某一个类的实例呢？因为只有遵循这样的原则，类和对象在OC中的数据模型才能统一起来。
确实是这样的，apple的开发者为了满足这个要求，实现了“元类”，即metaclass。元类也是一个OC对象，包含了isa指针，保存了类方法的列表。
我们还可以根据继承关系图来看类、对象、元类的关系。需要注意的是，Root class(meta)的super_class指向NSObject，但是它的isa指针指向了自己。

继承关系.png

4.类型信息查询

回到最开始的问题。我们知道OC中查询类型信息的方法有2种。

• 1. isKindOfClass //判断出对象是否为某个特定类的实例
• 2. isMemberOfClass //判断出对象是否为某类或其派生类的实例

很明显，使用“==”或者“isEqual”不能获取到更多OC对象层面的比较信息。更多的是使用类型信息查询方法，它的原理是：使用isa指针获取对象所属的类，然后通过super_class指针在继承体系中游走。这么说并不直观，我们看一下objc源码中两者的具体实现：

+ (BOOL)isKindOfClass:(Class)cls {
    for (Class tcls = object_getClass((id)self); tcls; tcls = tcls->superclass) {
        if (tcls == cls) return YES;
    }
    return NO;
}

Class object_getClass(id obj)
{
    if (obj) return obj->getIsa();
    else return Nil;
}

inline Class 
objc_object::getIsa() 
{
    if (isTaggedPointer()) {
        uintptr_t slot = ((uintptr_t)this >> TAG_SLOT_SHIFT) & TAG_SLOT_MASK;
        return objc_tag_classes[slot];
    }
    return ISA();
}

inline Class 
objc_object::ISA() 
{
    assert(!isTaggedPointer()); 
    return (Class)(isa.bits & ISA_MASK);
}

分析：
我们假设要查询的内容是Father的实例对象，即[father isKindOfClass:[NSObject Class]];
从前文说的Class的数据结构看：

• ISA()方法其实调用的是NSObject的isa指针，即NSObject的meta class，这和father，即Father，显然不相等。
• 再取NSObject的meta class的super class，即NSObject，和father比较，显然还是不相等。
• 再取NSObject的super class，即nil，和father比较，依然不相等，并停止比较。

下面我们再看看另一个比较的实现：

+ (BOOL)isMemberOfClass:(Class)cls {
    return object_getClass((id)self) == cls;
}

这个就简单很多了，单纯的拿self的isa指针的内容和cls比较。还是用[father isMemberOfClass:[NSObject Class]];来看。就是拿father，即Father和NSObject比较。显然不同。