探秘isa指针

我们都知道OC对象分为三类,分别是:
instance对象(实例对象)
class对象(类对象)
meta-class对象(元类对象)
那这三类对象之间存在着某种联系呢?

instance对象

instance对象就是通过类alloc出来的对象,每次调用alloc都会产生新的instance对像

`example`:
NSObject  *obj1 = [[NSObject alloc] init];
NSObject  *obj2 = [[NSObject alloc] init];

obj1obj2就是NSObjectinstance对象,并且他们是两个不同的对象,分别占据了两块不同的内存,那么它们在内存中又如何分配的呢?我们可以通过clang编译器将OC代码转换成C\C++语言

xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc OC源文件 -o 输出的cpp文件

image.png

从而我们发现Personal对象里面包含NSObject_IMPL和一些其他成员变量,关于NSObject_IMPLhttps://www.jianshu.com/p/73745a984209文章中已经赘述。

instance对象对象里面包含isa指针和一些其他成员变量

class对象

class对象可以通过[instance class]获得,或者通过objc/runtime.h中的object_getClass(id _Nullable obj)获得

`example`:
 Class  *objClass1 = [obj1 class];
 Class  *objClass2 = [obj1 class];
 Class *objClass3 = object_getClass(object1);
 Class *objClass4 = object_getClass(object2);

objClass1 ~ objClass4都是class对象,并且他们都是同一个对象,每个类在内存中有且只有一个class对象
我们通过objc源码可知,Class对象主要包括这些信息

image.png

image.png

image.png

class对象对象里面包含isa指针、 superclass指针、类的属性信息、对象方法协议以及成员变量信息

meta-class对象

meta-class对象只能通过objc/runtime.h中的object_getClass(id _Nullable obj)获得,而不能通过[[instance class] class]获得

`example`:
 Class *objMetaClass = object_getClass([NSObject class]);

objMetaClassNSObjectmeta-class对象,并且每个类中有且只有一个meta-class对象
因为meta-class对象和class对象都是返回Class对象,故他们的内存结构是相同的,但是它们的用途确实不一样的。

class对象对象里面包含isa指针、 superclass指针、类的类方法信息....

我们都知道instance对象调用的是实例方法(减方法),class对象调用的是类方法(加方法),但是它们之间如何是联系起来的呢?

image.png

从上图我们看出personan->isa指针的地址指向的personClass2的内存地址,而personClass2->isa指针指向的是personMetaClass的内存地址(注:从64bit开始,isa需要进行一次位运算,才能计算出真实地址)

分析得知:
instanceisa指向class,当调用对象方法时,通过instanceisa找到class,最后找到对象方法的实现进行调用
classisa指向meta-class
当调用类方法时,通过classisa找到meta-class,最后找到类方法的实现进行调用

因此我们可以通过下面这张图做个总结:


image.png

instanceisa指向class
classisa指向meta-class
meta-classisa指向基类的meta-class
classsuperclass指向父类的class
如果没有父类,superclass指针为nil
meta-classsuperclass指向父类的meta-class
基类的meta-classsuperclass指向基类的class

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