面试题引发的思考：
Q: OC的类信息存放在哪里？
- 类方法，存放在meta-class对象中；
- 对象方法、属性、成员变量、协议信息，存放在class对象中；
- 成员变量的具体值，存放在instance对象。
Q: 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。
1. OC的类信息存放在哪里？
(1) OC对象的分类：
Objective-C对象，简称OC对象，主要分为3种：
- instance对象(实例对象)
- class对象(类对象)
- meta-class对象(元类对象)
1> instance对象(实例对象)
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对象。
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// instance对象，实例对象
NSObject *object1 = [[NSObject alloc] init];
NSObject *object2 = [[NSObject alloc] init];
}
return 0;
}
-
object1、object2是NSObject的instance对象(实例对象)； - 它们是不同的两个对象，分别占据着两块不同的内存。
instance对象在内存中存储的信息包括：
isa指针- 其他成员变量
@interface Person : NSObject {
@public
int _age;
}
@end
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
Person *p1 = [[Person alloc] init];
p1->_age = 3;
Person *p2 = [[Person alloc] init];
p2->_age = 4;
}
return 0;
}
instance对象在内存中存储的信息
2> class对象(类对象)
通过class方法或runtime方法可以得到class对象：
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// instance对象，实例对象
NSObject *object1 = [[NSObject alloc] init];
NSObject *object2 = [[NSObject alloc] init];
// class对象，类对象
// class方法返回的一直是class对象，类对象
Class objectClass1 = [object1 class];
Class objectClass2 = [object2 class];
Class objectClass3 = [NSObject class];
// runtime
Class objectClass4 = object_getClass(object1);
Class objectClass5 = object_getClass(object2);
// 以下输出地址相同
NSLog(@"%p %p %p %p %p", objectClass1, objectClass2, objectClass3, objectClass4, objectClass5);
}
return 0;
}
-
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。
class对象在内存中存储的信息主要包括：
isa指针superclass指针- 类的属性信息(
property)，类的成员变量信息(ivar)- 类的对象方法信息(
instance method)，类的协议信息(protocol)- ......
class对象在内存中存储的信息
3> meta-class对象(元类对象)
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// meta-class对象，元类对象
// 将类对象当做参数传入，获得元类对象
Class objectMetaClass = object_getClass([NSObject class]);
// 而调用类对象的class方法时得到还是类对象，无论调用多少次都是类对象
Class objectMetaClass2 = [[[NSObject class] class] class];
// 判断该对象是否为元类对象
BOOL result = class_isMetaClass([NSObject class]);
}
return 0;
}
-
objectMetaClass是NSObject的meta-class对象； - 每个类在内存中有且只有一个meta-class对象。
meta-class对象在内存中存储的信息主要包括：
isa指针superclass指针- 类的类方法信息(
class method)- ......
meta-class对象在内存中存储的信息
- meta-class对象和class对象的内存结构是一样的，但是用途不一样：
- meta-class对象主要存放：类方法
- class对象主要存放：类的属性，类的对象方法、协议、成员变量信息等
- instance对象主要存放：成员变量
补充：objc_getClass、object_getClass、class区别：
1. Class objc_getClass(const char *aClassName)
1> 传入字符串类名
2> 返回对应的类对象
2. Class object_getClass(id obj)
1> 传入的obj可能是instance对象、class对象、meta-class对象
2> 返回值
a) 如果是instance对象，返回class对象
b) 如果是class对象，返回meta-class对象
c) 如果是meta-class对象，返回NSObject（基类）的meta-class对象
3. - (Class)class、+ (Class)class
1> 返回的就是类对象
2. 对象的isa指针指向哪里？
(1) isa指针、superclass指针：
Q: instance对象、class对象、meta-class对象中的isa指针，有何作用？
Q: class对象、meta-class对象中的superclass指针又有何作用？
isa指针指向图示
如上图所示：
- instance的
isa指向class：
当调用对象方法时，通过instance的isa找到class，最后找到对象方法的实现进行调用；- class的
isa指向meta-class：
当调用类方法时，通过class的isa找到meta-class，最后找到类方法的实现进行调用。
1> 对象方法的实现流程
superclass指针指向图示1
如上图所示， 当Student的instance对象要调用Person的对象方法时：
- 首先通过
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。
2> 类方法的实现流程
superclass指针指向图示2
如上图所示，当Student的class对象要调用Person的类方法时：
- 首先通过
isa找到Student的meta-class； - 然后通过
superclass找到Person的meta-class； - 最后找到类方法的实现进行调用。
(2) 下图详尽的显示出isa指针、superclass指针的指向：
isa指针、superclass指针指向汇总图示
总结可知：
- instance的
isa指向class- class的
isa指向meta-class- meta-class的
isa指向基类的meta-class- class的
superclass指向父类的class
如果没有父类，superclass指针为nil- meta-class的
superclass指向父类的meta-class
基类的meta-class的superclass指向基类的class- instance调用对象方法的轨迹
isa找到class，方法不存在，就通过superclass找父类- class调用类方法的轨迹
isa找meta-class，方法不存在，就通过superclass找父类
(3) 验证：
1> 首先验证object的isa指针是否指向objectClass：
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
NSObject *object = [[NSObject alloc] init];
Class objectClass = [NSObject class];
Class objectMetaClass = object_getClass(objectClass);
NSLog(@"%p %p %p", object, objectClass, objectMetaClass);
}
return 0;
}
通过打断点打印相应对象的isa指针：
objec的isa指针和objectClass的地址
Q: 为什么object的isa指针和objectClass的地址不同呢？
查看OC源码发现：
ISA_MASK
从64bit开始，
isa需要进行一次位运算，才能计算出真实地址
那么进行位运算：
isa位运算得出的真实地址
object的isa指针地址0x001dffff96537141与0x00007ffffffffff8进行位运算，得到0x00007fff96537140，与objectClass的地址相同；验证完成。
2> 再验证objectClass的isa指针是否指向objectMetaClass：
通过打印objectClass->isa：
p/x objectClass->isa error
无法获得结果，根据提示进入Class内部查看：
Class
objc_class结构体内部第一个对象是isa指针，为了获取isa指针，我们通过创建一个相同结构的结构体并通过强制转化拿到isa指针：
struct my_object_class {
Class isa;
};
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
Class objectClass = [NSObject class];
Class objectMetaClass = object_getClass(objectClass);
struct my_object_class *objectClass2 = (__bridge struct my_object_class *)(objectClass);
}
return 0;
}
那么进行位运算：
isa位运算得出的真实地址
objectClass的isa指针地址0x001dffff8b42d0f1与0x00007ffffffffff8进行位运算，得到0x001dffff8b42d0f0，与meta-class的地址相同；验证完成。
