objc对象说明

objc_object 对象

/// 表示类的实例对象
struct objc_object {
    //isa 为指向类的指针
    Class _Nonnull isa;
};

什么是class，这就是class

/// An opaque type that represents an Objective-C class.
typedef struct objc_class *Class;
struct objc_class {
    //isa 指向该类的元类
    Class _Nonnull isa;
    //父类
    Class _Nullable super_class;
    //实例对象大小
    long instance_size;
    //属性列表
    struct objc_ivar_list * _Nullable ivars;
    //实例方法列表
    struct objc_method_list * _Nullable * _Nullable methodLists;
    //对象缓存
    struct objc_cache * _Nonnull cache;
    //协议列表
    struct objc_protocol_list * _Nullable protocols;

} OBJC2_UNAVAILABLE;

什么是 Ivar

/// An opaque type that represents an instance variable.
typedef struct objc_ivar *Ivar;

struct objc_ivar {
    //变量名称
    char * _Nullable ivar_name;
    //变量类型
    char * _Nullable ivar_type          
    //地址偏移量
    int ivar_offset;
    //变量空间大小
    int space;                       
}

对 ivar 的访问就可以通过 对象地址
＋ ivar偏移字节的方法。但是这又引发一个问题，我们增加了父类的ivar，这个时候布局就出错了，我们就不得不重新编译子类来恢复兼容性。使用Non Fragile ivars时，Runtime会进行检测来调整类中新增的ivar的偏移量。 这样我们就可以通过对象地址
＋ 基类大小 + ivar偏移字节的方法来计算出ivar相应的地址，并访问到相应的ivar

ivar 的用法

运行时规定,只能在objc_allocateClassPair与objc_registerClassPair两个函数之间为类添加变量

//额外空间     未知,通常设置为 0
  Class clazz = objc_allocateClassPair(父类class,类名,额外空间);
  //以NSString*为例
  //变量size sizeof(NSString)
  //对齐     指针类型的为log2(sizeof(NSString*))
  //类型     @encode(NSString*)
  BOOL flag = class_addIvar(clazz,变量名,变量size,对齐,类型);
  objc_registerClassPair(clazz);

Ivar的

//获取Ivar的名称
  const char *ivar_getName(Ivar v);
  //获取Ivar的类型编码,
  const char *ivar_getTypeEncoding(Ivar v)
  //通过变量名称获取类中的实例成员变量
  Ivar class_getInstanceVariable(Class cls, const char *name)
  //通过变量名称获取类中的类成员变量
  Ivar class_getClassVariable(Class cls, const char *name)
  //获取指定类的Ivar列表及Ivar个数
  Ivar *class_copyIvarList(Class cls, unsigned int *outCount)
  //获取实例对象中Ivar的值
  id object_getIvar(id obj, Ivar ivar) 
  //设置实例对象中Ivar的值
  void object_setIvar(id obj, Ivar ivar, id value)

还能这样用

//在运行时创建继承自NSObject的People类
  Class People = objc_allocateClassPair([NSObject class], "People", 0);
  //添加_name成员变量
  BOOL flag1 = class_addIvar(People, "_name", sizeof(NSString*), log2(sizeof(NSString*)), @encode(NSString*));
  if (flag1) {
      NSLog(@"NSString*类型  _name变量添加成功");
  }
  //添加_age成员变量
  BOOL flag2 = class_addIvar(People, "_age", sizeof(int), sizeof(int), @encode(int));
  if (flag2) {
      NSLog(@"int类型 _age变量添加成功");
  }
  //完成People类的创建
  objc_registerClassPair(People);
  unsigned int varCount;
  //拷贝People类中的成员变量列表
  Ivar * varList = class_copyIvarList(People, &varCount);
  for (int i = 0; i<varCount; i++) {
      NSLog(@"%s",ivar_getName(varList[i]));
  }
  //释放varList
  free(varList);
  //创建People对象p1
  id p1 = [[People alloc]init];
  //从类中获取成员变量Ivar
  Ivar nameIvar = class_getInstanceVariable(People, "_name");
  Ivar ageIvar = class_getInstanceVariable(People, "_age");
  //为p1的成员变量赋值
  object_setIvar(p1, nameIvar, @"张三");
  object_setIvar(p1, ageIvar, @33);
  //获取p1成员变量的值
  NSLog(@"%@",object_getIvar(p1, nameIvar));
  NSLog(@"%@",object_getIvar(p1, ageIvar));

什么是 Property

/// Defines a property attribute
typedef struct {
    //属性名
    const char * _Nonnull name;           /**< The name of the attribute */
    //属性值
    const char * _Nonnull value;          /**< The value of the attribute (usually empty) */
} objc_property_attribute_t;

特性相关编码
属性的特性字符串 以 T@encode(type) 开头, 以 V实例变量名称 结尾,中间以特性编码填充,通过property_getAttributes即可查看

特性编码 具体含义

R readonly

C copy

& retain

N nonatomic

G(name) getter=(name)

S(name) setter=(name)

D @dynamic

W weak

P 用于垃圾回收机制

为类添加Property

  BOOL class_addProperty(Class cls, const char *name, const objc_property_attribute_t *attributes, unsigned int attributeCount)

Property的相关操作

//替换类中的属性
  void class_replaceProperty(Class cls, const char *name, const objc_property_attribute_t *attributes, unsigned int attributeCount)
  //获取类中的属性
  objc_property_t class_getProperty(Class cls, const char *name)
  //拷贝类中的属性列表
  objc_property_t *class_copyPropertyList(Class cls, unsigned int *outCount)
  //获取属性名称
  const char *property_getName(objc_property_t property)
  //获取属性的特性
  const char *property_getAttributes(objc_property_t property) 
  //拷贝属性的特性列表
  objc_property_attribute_t *property_copyAttributeList(objc_property_t property, unsigned int *outCount)
  //拷贝属性的特性的值
  char *property_copyAttributeValue(objc_property_t property, const char *attributeName)

Property其他用法

Class People = objc_allocateClassPair([NSObject class], "People", 0);
  objc_registerClassPair(People);
  //T@
  objc_property_attribute_t attribute1;
  attribute1.name = "T";
  attribute1.value=@encode(NSString*);
  //Noatomic
  objc_property_attribute_t attribute2 = {"N",""};//value无意义时通常设置为空
  //Copy
  objc_property_attribute_t attribute3 = {"C",""};
  //V_属性名
  objc_property_attribute_t attribute4 = {"V","_name"};
  //特性数组
  objc_property_attribute_t attributes[] ={attribute1,attribute2,attribute3,attribute4};
  //向People类中添加名为name的属性,属性的4个特性包含在attributes中
  class_addProperty(People, "name", attributes, 4);
  //获取类中的属性列表
  unsigned int propertyCount;
  objc_property_t * properties = class_copyPropertyList(People, &propertyCount);
  for (int i = 0; i<propertyCount; i++) {
      NSLog(@"属性的名称为 : %s",property_getName(properties[i]));
      NSLog(@"属性的特性字符串为: %s",property_getAttributes(properties[i]));
  }
  //释放属性列表数组
  free(properties);

关于 Method

Method 定义

/// Defines a method
struct objc_method_description {
    SEL _Nullable name;               /**< The name of the method */
    char * _Nullable types;           /**< The types of the method arguments */
};

typedef struct objc_method *Method;
 
struct objc_method {
    SEL method_name;  // 方法名
    char *method_types;
    IMP method_imp;  // 方法实现
}

IMP， IMP实际上是一个函数指针，指向方法实现的首地址

相关操作

id (*IMP)(id, SEL, ...)

// 调用指定方法的实现
id method_invoke ( id receiver, Method m, ... );
 
// 调用返回一个数据结构的方法的实现
void method_invoke_stret ( id receiver, Method m, ... );
 
// 获取方法名
SEL method_getName ( Method m );
 
// 返回方法的实现
IMP method_getImplementation ( Method m );
 
// 获取描述方法参数和返回值类型的字符串
const char * method_getTypeEncoding ( Method m );
 
// 获取方法的返回值类型的字符串
char * method_copyReturnType ( Method m );
 
// 获取方法的指定位置参数的类型字符串
char * method_copyArgumentType ( Method m, unsigned int index );
 
// 通过引用返回方法的返回值类型字符串
void method_getReturnType ( Method m, char *dst, size_t dst_len );
 
// 返回方法的参数的个数
unsigned int method_getNumberOfArguments ( Method m );
 
// 通过引用返回方法指定位置参数的类型字符串
void method_getArgumentType ( Method m, unsigned int index, char *dst, size_t dst_len );
 
// 返回指定方法的方法描述结构体
struct objc_method_description * method_getDescription ( Method m );
 
// 设置方法的实现
IMP method_setImplementation ( Method m, IMP imp );
 
// 交换两个方法的实现
void method_exchangeImplementations ( Method m1, Method m2 );

未完，待续。。。。。

Protocol

objc_ivar_list

objc_method_list

objc_symtab

objc_cache