【iOS Sharing】【1】isa相关

本文最后更新于：2021年12月22日 上午

【iOS笔记】系列目录

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1、Runtime存在的意义是什么?

2、根元类的isa指针指向谁?

3、根元类的superClass指针指向谁？

4、isa指针有几种类型？

5、id、self、super 它们从语法上有什么区别？

1、Runtime存在的意义是什么？

答：Objective-C 是一门动态语言，它会将一些工作放在代码运行时才处理而并非编译时。也就是说，有很多类和成员变量在我们编译的时是不知道的，而在运行时，我们所编写的代码会转换成完整的确定的代码运行。因此，只有编译器是不够的，我们还需要一个运行时系统(Runtime system)来处理编译后的代码。 这就是 Objective-C Runtime 系统存在的意义，它是整个Objc运行框架的一块基石。

平时编写的OC代码，底层都是由他实现的，如：

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[receiver message];
//底层运行时会被编译器转化为：
objc_msgSend(receiver, selector)
//如果其还有参数比如：
[receiver message:(id)arg...];
//底层运行时会被编译器转化为：
objc_msgSend(receiver, selector, arg1, arg2, ...)

2、根元类的isa指针指向谁？

答： 见下一问

3、根元类的superClass指针指向谁？

答：这两题一起回答。首先看下图：

先说几个概念:

  • （1）supercalss
    父类
  • （2）subclass
    子类
  • （3）isa
    概念不好说，官方文档说的也不清晰。作用是根据 isa 指针就可以找到对象所属的类，但是isa指针在代码运行时并不总指向实例对象所属的类型，所以不能依靠它来确定类型，要想确定类型还是需要用对象的 -class 方法。（PS:KVO 的实现机理就是将被观察对象的isa指针指向一个中间类而不是真实类型。）
  • （4）class
    类，一个运行时类中关联了它的父类指针、类名、成员变量、方法、缓存以及附属的协议。（一个实例对象是一个类的实例）
  • （5）meta class
    元类，Objc 类本身也是一个对象
    ，类对象所属的类就叫做元类（一个类是元类的实例）

第一列
类的实例变量，如：[Person new]或者[[Person alloc] init]出来的对象；

第二列
类本身，存放父类指针、类名、成员变量、方法、缓存以及附属的协议的信息；

第三列
元类

  • （1）isa路线：
    • 实例对象的isa指向Class
    • Class的isa指向Meta Class
    • Meta Class的isa指向根元类Root Meta Class
    • 根元类的isa指向自己
  • （2）superclass路线：
    • 实例对象没有superclass ；
    • 实例对象所在的类，存在superclass，类的superclass后面会指向Root Class，Root Class的super Class是nil；
    • 元类也存在superclass，元类的superclass后面会指向Root Meta Class，而Root Meta Class的superclass却是Root Class。

所以：

  • 根元类的isa指针指向自己
  • 根元类的superclass指向root class
  • 根类的isa指向根元类
  • 根类的superclass指向nil

附旧版Class结构：

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typedef struct objc_class *Class;
Class 其实是指向 objc_class 结构体的指针。objc_class 的数据结构如下：
struct objc_class {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#if !__OBJC2__
    Class super_class                                        OBJC2_UNAVAILABLE;
    const char *name                                         OBJC2_UNAVAILABLE;
    long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
    long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_ivar_list *ivars                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_method_list **methodLists                    OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_cache *cache                                 OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_protocol_list *protocols                     OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;

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/// An opaque type that represents an Objective-C class.
typedef struct objc_class *Class;
/// A pointer to an instance of a class.
typedef struct objc_object *id;

  • Class是一个指向objc_class（类）结构体的指针，而id是一个指向objc_object（对象）结构体的指针。

  • objec_object（对象）中isa指针指向的类结构称为objec_class（该对象的类），其中存放着普通成员变量与对象方法 （“-”开头的方法）。

  • objec_class（类）中isa指针指向的类结构称为metaclass（该类的元类），其中存放着static类型的成员变量与static类型的方法 （“+”开头的方法）。


新版Class

4、isa指针有几种类型？

答： isa指针分，指针类型和非指针类型，32位只做地址保存，非嵌入式64位架构下，包含除类地址外的其他信息。

5、id、self、super 它们从语法上有什么区别？

  • id 可作为方法的返回值类型、参数类型，以及变量的类型
  • self 可以用来调用方法，在实例方法中代表当前类的实例，在类方法中代表当前类，多态的一个对象, 它只能作为参数传递，不能作为类型使用，另外它也是消息发送过程中第一个默认参数
  • super 为编译器的一个关键字，告知编译器在调用方法时从父类的方法表中寻找

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