iOS底层解析-----从isa指针看继承关系

NSObject对象的本质中提到对象中都存在isa指针,那么
问题一:对象的isa指针指向哪里?
问题二:OC的类信息存放在哪里?

概述:
Objective-C中的对象,简称OC对象,主要分为3种

  1. instance对象(实例对象)
  2. class对象(类对象)
  3. meta-class对象(元类对象)

上一章节已说到类 alloc处理的的对象,每次调用alloc都会产生新的实例对象,占据不同的内存块。

那么三种对象在内存中存储的信息有哪些?

//实例对象 
object1 object2 是NSObject 的实例对象,占据不同的内存块
//在内存中存储的信息包括----->
1. isa指针 
2. 其它成员变量
3. ……
NSObject *object1 = [[NSObject alloc] init];
NSObject *object2 = [[NSObject alloc] init];
   
// objectClass1~ objectClass5都是NSObject的class对象,
它们是同一个对象,每个类在内存中有且只有一个class对象
//在内存中存储的信息包括----->
1. isa指针 
2. superclass指针
3. 类的属性信息(@property)、类的对象方法信息(instance method)
4. 类的协议信息(protocol)、类的成员变量信息(ivar)
5. ……
Class objectClass1 = [object1 class];
Class objectClass2 = [object2 class];
Class objectClass3 = object_getClass(object1);
Class objectClass4 = object_getClass(object2);
Class objectClass5 = [NSObject class];

 NSLog(@"%p %p",object1, object2);
        
  NSLog(@"%p %p %p %p %p",
              objectClass1,
              objectClass2,
              objectClass3,
              objectClass4,
              objectClass5);

// meta-class对象,元类对象
将类对象当做参数传入,获得元类对象
每个类在内存中有且只有一个meta-class对象
meta-class对象和class对象在内存结构是一样的,但是用途不一样
//在内存中存储的信息包括----->
1. isa指针 
2. superclass指针
3. 类的类方法信息(class method)
4. ……

 Class objectMetaClass = object_getClass(objectClass5);
 NSLog(@"objectMetaClass - %p %d", objectMetaClass, class_isMetaClass(objectMetaClass));

以上代码所列结论可通过源码查找,字数问题不在阐述,只展示相对应的数据结构
数据结构.png

既然已经知道三种对象所包含的内容,它们都包含isa指针,那么isa指针有什么作用?

如下图
isa指针.png

实例对象(instance)的isa指向类对象
当调用对象方法时,通过实例对象(instance)的isa指针找到类对象(class),调用类对象(class)中的对象方法等进行实现

类对象(class)的isa指针指向元类对象(meta-class)
当调用类方法(class)时,通过类对象(class)的isa指针找到元类对象(meta-class),最后找到类方法的实现进行调用

这样就很清晰的了解了代码中常见的方法调用原理

//随手写的 套用以上isa指针原理
//实例化对象
Person *person = [Person alloc] init];
[person test];//对象方法调用
[Person test];//类方法调用

那么如果类存在继承关系是如何调用的呢?
我们从"isa指针图"中可以看出,在class 与 meta-class中存在superClass指针,那么看下图

superClass指针.png

从图中可以看出来sutdent类继承自Person Person继承自NSObject基类
从继承的角度看,子类可以继承父类的方法,可以直接调用父类的方法,也可以重写父类的方法
那么从指针的角度看呢?
当Student的instance对象要调用Person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,最后找到对象方法的实现进行调用

可以理解为这样一个过程
isa--->superClass--->superClass-->superClass==nil
如果整个过程都没有找到,会报一个常见的经典错误
unrecognized selector sent to class

到这里是不是感觉可以从isa 指针来明白方法的调用,以及子类继承父类的时候,是怎样的一个调用过程
那配上如下网上经典方法调用图片

调用关系.png

结合前面的笔记大概应该明白这幅图怎样的一个调用过程了,对图片做最后一个解释
按照前面说的,meta-class中存在的是类方法,最后找到meta Root Class 类中,依然不存在该类方法,不应该是指针指向nil,而图片却指向class对象呢?

如果Root Class方法中不存在对象方法指向nil
如果存在对象方法,却可以调用成功。

那就违背继承的原理,为什么我调用类方法,没找到却调用对象方法成功了

这是因为OC 是基于C/C++实现的,它并没有严格意义上遵守面向对象的继承关系,因为它在运行时的时候最终会转化成
objc_msgSend([xxx class],@selector(test))
这样的消息传递的方式,它的方法并不在意你是类方法,还是对象方法。

回答开始问题

问题一:对象的isa指针指向哪里?
instance对象的isa指向class对象
class对象的isa指向meta-class对象
meta-class对象的isa指向基类的meta-class对象

问题二:OC的类信息存放在哪里?
对象方法,属性,成员变量,协议信息 存放在class对象中
类方法,存放在meta-class对象中
成员变量的具体值,存放在instance对象中

纯干货,喜欢的话,点赞以示鼓励

下篇文章链接
KVO与KVC原理

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 199,711评论 5 468
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 83,932评论 2 376
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 146,770评论 0 330
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 53,799评论 1 271
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 62,697评论 5 359
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,069评论 1 276
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,535评论 3 390
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,200评论 0 254
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,353评论 1 294
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,290评论 2 317
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,331评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,020评论 3 315
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,610评论 3 303
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,694评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,927评论 1 255
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,330评论 2 346
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 41,904评论 2 341

推荐阅读更多精彩内容