Runtime学习笔记

备注:文章主要学习自飘飘白云的博客

Object & Class & Meta Class

objc中 class 与 object 的定义:

typedef struct objc_class *Class;
typedef struct objc_object {
    Class isa;
}   *id;

Class 是一个 objc_class 结构类型的指针；而 id（任意对象）是一个 objc_object 结构类型的指针，其第一个成员是一个 objc_class 结构类型的指针。注意这里有一关键的引申解读：内存布局以一个 objc_class 指针为开始的所有东东都可以当做一个 object 来对待！

那 objc_class 又是怎样一个结构体呢？且看：

struct objc_class{
    struct objc_class* isa;
    struct objc_class* super_class;
    const char* name;
    long version;
    long info;
    long instance_size;
    struct objc_ivar_list* ivars;
    struct objc_method_list** methodLists;
    struct objc_cache* cache;
    struct objc_protocol_list* protocols;
};

类之间的关系

规则一：类的实例对象的 isa 指向该类；该类的 isa 指向该类的 metaclass；
规则二：类的 super_class 指向其父类，如果该类为根类则值为 NULL；
规则三：metaclass 的 isa 指向根 metaclass，如果该 metaclass 是根 metaclass 则指向自身；
规则四：metaclass 的 super_class 指向父 metaclass，如果该 metaclass 是根 metaclass 则指向该 metaclass 对应的类；

无图无真相!

那么 class 与 metaclass 有什么区别呢？

class 是 instance object 的类类型。当我们向实例对象发送消息（实例方法）时，我们在该实例对象的 class 结构的 methodlists 中去查找响应的函数，如果没找到匹配的响应函数则在该 class 的父类中的 methodlists 去查找（查找链为上图的中间那一排）。如下面的代码中，向str 实例对象发送 lowercaseString 消息，会在 NSString 类结构的 methodlists 中去查找 lowercaseString 的响应函数。

metaclass 是 class object 的类类型。当我们向类对象发送消息（类方法）时，我们在该类对象的 metaclass 结构的 methodlists 中去查找响应的函数，如果没有找到匹配的响应函数则在该 metaclass 的父类中的 methodlists 去查找（查找链为上图的最右边那一排）。如下面的代码中，向 NSString 类对象发送 stringWithString 消息，会在 NSString 的 metaclass 类结构的 methodlists 中去查找 stringWithString 的响应函数。

练习

下面的代码输出什么?

@implementation Dog : Animal

- (instancetype)init{
    self = [super init];
    
    if (self) {
        NSLog(@"%@", NSStringFromClass([self class]));
        NSLog(@"%@", NSStringFromClass([super class]));
    }
    
    return self;
}

@end

runtime中- (Class)class方法实现如下

- (Class)class {
    return object_getClass(self);
}

runtime中+ (Class)class方法实现如下

+ (Class)class {
    return self;
}

打印结果: 都输出Dog

2016-06-22 21:11:22.451 RuntimeTest[969:29418] IMP: -[NSObject(Animal) run]
2016-06-22 21:11:22.452 RuntimeTest[969:29418] IMP: -[NSObject(Animal) run]

问: 为什么?

下面的代码输出什么?

BOOL res1 = [[NSObject class] isKindOfClass:[NSObject class]];
BOOL res2 = [[NSObject class] isMemberOfClass:[NSObject class]];

BOOL res3 = [[Animal class] isKindOfClass:[Animal class]];
BOOL res4 = [[Animal class] isMemberOfClass:[Animal class]];
        
Animal *animal = [[Animal alloc] init];
BOOL res5 = [animal class] == [Animal class];
BOOL res6 = [animal isKindOfClass:[Animal class]];
BOOL res7 = [animal isMemberOfClass:[Animal class]];
        
NSLog(@"%d %d %d %d %d %d %d", res1, res2, res3, res4, res5, res6, res7);

runtime中isKindOfClass实现如下

- (BOOL)isKindOf:aClass
{
    Class cls;
    for (cls = isa; cls; cls = cls->superclass) 
        if (cls == (Class)aClass)
            return YES;
    return NO;
}

isMemberOfClass实现如下

- (BOOL)isMemberOf:aClass
{
    return isa == (Class)aClass;
}

打印输出:

2016-06-22 21:15:13.840 RuntimeTest[987:31071] 1 0 0 0 1 1 1

问: 为什么?

下面的代码输出什么

@interface NSObject (Animal)

+ (void)run;

@end

@implementation NSObject (Animal)

- (void)run
{
    NSLog(@"IMP: -[NSObject(Animal) run]");
}

@end

[NSObject run];
[[NSObject new] run];