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OC对象的本质

OC对象的本质

作者: zhouluyao | 来源:发表于2018-07-29 13:03 被阅读8次

    Objective-C一共分为3类:

    1.instance对象(实例对象)

    instance对象就是通过类alloc出来的对象,每次调用产生不同的对象占用两块不同的内存

    instance对象在内存中存储的信息包括

    1.isa指针

    2.其他成员变量

    2.class对象(类对象)

    class对象在内存中存储的信息包括

    1.isa指针

    2.superclass指针

    3.类的属性(@property)

    4.类的对象方法(instance method)

    5.类的协议(protocol)

    6.类的成员变量(ivar)

    3.meta-class对象(元类对象)

    meta-class对象和class对象的内存结构(所有的类型相同,只不过有些值是null)是一样的,但是用途不一样,在内存中存储的信息主要包括

    1.isa指针

    2.superclass指针

    3.类方法

    查看Class是否为元类
    #import <objc/runtime.h>
    BOOL result =class_isMetaClass([NSObject class]);
    
    class、meta-class对象的本质结构都是struct objc_class
    struct objc_class.png

    Class object_getClass(id obj)

    输入参数 返回对象
    instance对象/字符串类名 class对象
    class对象 meta-class对象
    meta-class对象 NSObject(基类)的meta-class对象

    (Class)class、+ (Class)class

    1> 返回的就是类对象

     - (Class) {
      return self->isa;
     }
    
     + (Class) {
     return self;
     }
    

    NSObject的底层实现

    @interface NSObject{
    Class isa;
    }
    
    Struct NSObject_IMPL{
    Class isa;
    }
    //typedef struct objc_class *Class; //Class是objc_class类型的指针,isa的地址就是NSObject的指针地址,结构体的地址就是第一个成员的地址
    

    sizeof是一个运算符,不是函数调用,传入的是类型,编译的时候就确定了,编译完就是一个常数

    #import <objc/runtime.h>
    NSLog(@"%zd",class_getInstanceSize([NSObject class])); //获取NSObject实例对象的成员变量所占用的大小为8字节
    

    在iOS中堆空间分配内存都是16字节的倍数

    #import <malloc/malloc.h>
    NSLog(@"%zd",malloc_size((__bridge const void*)obj));  ////获得obj指针指向内存的大小为16字节
    

    方法调用轨迹:

    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

    isa.png

    isa指向:

    1.instance的isa指向class
    2.class的isa指向meta-class
    3.meta-class的isa指向基类的meta-class

    superclass指向

    1.class的superclass指向父类的class

    如果没有父类,superclass指针为nil

    2.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

    打印一个对象的指针

    Person *person =[[Person alloc]init];
    Class personClass = [Person class];
    Class personMetaClass = object_getClass(personClass);
    
    //控制台打印,查看person对象的isa地址

    p/x (long)person->isa
    p/x personClass
    (long)person->isa & ISA_MASK = personClass地址

    为什么person->isa!=personClass地址 ,还要& ISA_MASK?

    在arm64架构之前,isa就是一个普通的指针,存储着Class、Meta-Class对象的内存地址

    从arm64架构开始,对isa进行了优化,变成了一个共用体(union)结构,还使用位域来存储更多的信息

    weiyu.png
    Objective-C对象指针转换成C对象指针,只需要用一个桥接就可以了,(__bridge const void *)
    //personClass->isa直接访问,访问不到需要定义一个结构体完成一次强制转换
    struct ly_objc_class{
        Class isa;
        Class superclass;
    }
    
    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,找到对象方法的实现进行调用
    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,找到类方法的实现进行调用

    struct ly_objc_class personClass2 =(__bridge struct ly_objc_class)personClass;
    p/x personClass2->isa
    p/x personMetaClass->isa
    personClass2->isa & ISA_MASK = personMetaClass的地址

    //查看superclass的用法
    struct ly_objc_class studentClass =(__bridge struct ly_objc_class)([Student class]);
    p/x studentClass->superclass = personClass的地址

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