类的结构分析

作者: 全球通_2017 | 来源:发表于2020-09-13 23:10 被阅读0次

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isa继续探索

在对象探索-初探isa文章中，简单探索了isa的构成，这篇文章主要将isa之间的关系及类的内存结构。

isa链

isa指向谁

实例对象和类都有isa，实例对象的isa指向类，类的isa指向元类，这个是我们都知道的。接下来我们来证明。
方式1:源码证明

//objc.h
/// Represents an instance of a class.
struct objc_object {
    Class _Nonnull isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};

//objc-runtime-new.h
struct objc_class : objc_object {
    // 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**/
}

//objc-private.h
struct objc_object {
private:
    isa_t isa;
/**省略**/
}

从源码中，我们可以看到都以isa，也得到了object是Class的实例的答案。但是，没有看到Class的isa是指向元类的答案。这个是是由系统控制的，确实存在的，在第二种方式中可以得到证明。

注意：在看源码是，你会发现有old和new两种文件，一定要看new。因为现在都是新objc。

方式2:lldb调试证明
定义一个Person类，是继承自NSObject

@interface Person : NSObject
{
    NSString *hobby;
}

@property(nonatomic, copy)NSString *name;
@end

#import "Person.h"

@implementation Person

@end

上断点，运行查看Person对象的内存情况

image.png

实例对象第一个位置是isa，我们看看他是不是：

image.png
完美，验证了他所属的类是Person

接下来验证Person类的isa是谁？
将Person输出：

image.png

看Person类的内存情况

image.png
取出Person类第一个位置，查看他是谁？

image.png

此时，你看到输出的是Person，这是第二次输出Person。第一次是对象的isa是Person，第二次是Person类的isa是Person。你也许会有疑问，内存中会存在两个类对象，这是错误的，接下来会验证这个问题。那么，Person类的isa是Person，实际上它是Person的元类Person，由系统生成。

此时，你心里会想继续深入，元类Person的isa是谁？答案是NSObject，不慌，马上验证：

image.png

元类NSObject的isa是谁？

image.png

元类NSObject的isa是他自己，当然，你可能说它是NSObject类。但是可以直接查看NSObject.class，你会发现他们不一样：

元类NSObject.png

类NSObject.png

由以上可以得到一条isa链：对象->类->元类->根元类->它自己

一张图可以表明他们的关系

关系图.png

类对象在内存中存在几份？

类对象在内存中只有一个。对象只是类的一个代表，如果类有多份，同一个类有多个对象，就有多个类对象。那么，造成相同的类重复的占用内存，造成资源浪费，

int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        Person *objc = [Person alloc];
        Person *objc1 = [Person alloc];
        NSLog(@"class：%@,%@,%@,%@",objc.class,objc1.class,Person.class,object_getClass([Person alloc]));
    }
    return 0;
}

输出结构及验证，证明了类对象在内存中只有一份：