Runtime源码解析-类

• 在前面我们探究对象、以及alloc流程时，发现了isa_t和类之间有关联，那我们先具体探究一下类的结构。

类

objc_class

struct objc_class : objc_object {
    // 省略初始化方法
    // Class ISA;
    Class superclass;
    cache_t cache;             // formerly cache pointer and vtable
    class_data_bits_t bits;    // class_rw_t * plus custom rr/alloc flags
    
    // 省略其他方法
}

• 从继承关系我们就会发现，原来objc_class是继承于objc_object。
  • 那就是说类其实也是一个对象
  • 还说明类实例化后也会包含isa这样一个成员

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• 我们在看看它的成员变量
  1. 第一个变量superclass:指向他的父类
  2. 第二个变量cache:这里面存储的方法缓存，这个知识点我会在下一篇文章中仔细剖析
  3. 第三个变量bits：存储对象的方法、属性、协议等信息，这个知识点我会在下一篇文章中仔细剖析。Runtime源码解析-类中bits
• 这个时候就会有一个疑问？
  • 既然类继承对象，它也有一个isa，前面我们说了这个成员的作用是记录类的信息的，那么我们类也拥有这个成员，那它也应该来记录一些信息，那它记得的是什么信息呢？这个时候我们需要引进一个概念元类

元类

元类

• 元类的定义：元类是Class对象的类，类的isa会指向其元类

• 根类的定义：根类是所有对象的父类（除了特殊情况），它没有父类，一般情况下就是指NSObject

• 为什么会定义元类这个类？

  方法的调用机制：

  • 因为在 Objective-C中，对象的方法并没有存储于对象的结构体中（如果每一个对象都保存了自己能执行的方法，那么对内存的占用有极大的影响）。

  • 当实例方法被调用时，它要通过自己持有的 isa 来查找对应的类，然后在这里的 class_data_bits_t 结构体中查找对应方法的实现。同时，每一个 objc_class 也有一个指向自己的父类的指针 super_class 用来查找继承的方法。

  • 既然类中存储的是实例方法，每个对象需要调用实例方法都来类里寻找即可，那么如果一个类需要调用类方法的时候，我们是如何查找并调用的呢？
    • 这个时候就需要引入元类来保证无论是类还是对象都能通过相同的机制查找方法的实现。

• 引入元类这个概念后，这样就达到了使类方法和实例方法的调用机制相同的目的：

  • 实例方法调用时，通过对象的 isa 在类中获取方法的实现
  • 类方法调用时，通过类的 isa 在元类中获取方法的实现

isa关系链

• 下面这张图介绍了对象、类与元类之间的关系

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• isa关系：

  1. 对象的isa指向类，类的isa指向元类
  2. 元类的isa指向根元类
  3. 根元类的isa指向根元类自己

• 继承关系：

  1. 继承关系不包括对象，只是类、元类之间的关系
  2. 所有的类都继承自NSObject
  3. NSObject元类继承自NSObject类，NSObject类继承自nil

• 总结：

  • 元类是系统编译器自动创建的，和用户没关系
  • 对象的isa指向类，类对象的isa指向元类
  • 元类用来存储类信息，所有的类方法都存储在元类中