拓展了 C 语言的 Objc 是一种动态的面向对象的语言，Objc 之所以能做到“动态”，就得宜于 Objc Runtime。Objc Runtime实际上是一个用 C 和汇编写的Runtime库，职责是运行时加载类的信息，进行消息的分发和转发。
对比 C 和 Objc：
- C 是静态的，函数调用在编译期决定
- OC 是动态的，函数调用实际是在发送消息，Runtime 负责在运行时期找到调用方法。
Objc 对象与类的定义
/// An opaque type that represents an Objective-C class.
typedef struct objc_class *Class;
/// Represents an instance of a class.
struct objc_object {
Class isa;
};
/// A pointer to an instance of a class.
typedef struct objc_object *id;
可见每个 Objc 对象都有一个 id 指针指向一个 objc_object 结构体， objc_object 结构体中又有一个指向对象Class的指针 isa，它实际上指向了一个 objc_class 结构体实例，即对象对应的类对象。
Objc 类对象
Objc Runtime中，无论是类的实例对象还是类本身，实际上都是以对象的形式存在。先来看一下类的数据结构：
/*Objc 类的数据结构*/
struct objc_class {
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
// 指向metaclass
#if !__OBJC2__
Class super_class OBJC2_UNAVAILABLE; // 父类
const char *name OBJC2_UNAVAILABLE; // 类名
long version OBJC2_UNAVAILABLE; // 类的版本信息，默认为0
long info OBJC2_UNAVAILABLE; // 类信息，供运行期使用的一些位标识
long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE; // 该类的实例变量大小
struct objc_ivar_list *ivars OBJC2_UNAVAILABLE; // 该类的成员变量地址链表
struct objc_method_list **methodLists OBJC2_UNAVAILABLE; // 方法定义地址链表
struct objc_cache *cache OBJC2_UNAVAILABLE; // 最近调用过的方法地址缓存
struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE; // 遵循的协议地址链表
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;
isa：可以看出此处的 isa 也是一个指向 objc_class 的指针，证明了类也是对象。普通实例对象的 isa 指针指向的类结构实例称为class，保存类的普通成员变量和对象方法；class对象的isa指针指向的类结构实例则称为metaclass，保存类的static成员变量与static类型方法。metaclass 对象的isa指针则指向根 metaclass*（详见后文）
super_class：指向父类，类如果是顶层根类则为NULL
info： 一些标识信息，如 CLS_CLASS (0x1L) 表示该类为普通 class ；CLS_META (0x2L) 表示该类为 metaclass
cache：缓存最近调用过的方法。对象收到消息的时候，runtime 会根据对象的 isa 指针去查找能响应这个消息的对象。实际上，对象的方法只有一部分是常用的，这种情况下每次都遍历一遍 methodLists 非常蠢。cache就可以解决这个问题，对象调用过一个方法后，该方法就会被存到cache列表中，下次调用的时候 runtime会优先去 cache中查找
类与对象的继承层次关系
之前提到普通实例对象的isa指针指向其class对象，class对象的isa指针指向metaclass对象，那么这三者之间的继承层次关系是怎么呢， 引用一张著名的图：
可以看出，metaclass 也是对象。从类结构的成员 info 中存有 class 或 metaclass 的标识，也可以看出，class 与 metaclass 共用一套数据结构。
值得注意的是：metaclass 对象的 isa 指针均指向 root metaclass，而 root metaclass的父指针又指向 root class，这就保证了可以通过 metaclass 对象访问所有方法。
Runtime 如何进行方法调用
在弄清 Objc 类结构以及对象与类，元类（metaclass）之间的关系之后，我们就可以来看看 runtime 是如何进行方法的调用的了。先来看一段函数调用的模拟编译代码：
id __strong obj = [[NSObject alloc] init];
/*对应编译模拟代码*/
id obj = objc_msgSend(NSObject, @selector(alloc));
objc_msgSend(obj, @selector(init));
objc_release(obj);
可见Objc中的函数调用其实是通过objc_msgSend这个函数完成的。
objc_msgSend 方法
objc_msgSend 方法的调用流程如下：
检查 selector 是否要忽略：如在ARC下，retain，release方法要被忽略。
target 是否为 nil：这就是为什么 Objc 中 nil 对象可以调用方法但不会崩溃的原因，因为在这一步就被忽略了。
查找方法IMP：通过方法的 SEL（可理解为方法的 ID）查找 IMP（函数指针，指向方法实现的首地址），SEL 与 IMP 在方法列表中以键值对的方式存储，查找流程为
（1）先根据对象的 Class 指针找到类对象；
（2）在类对象的 cache 和方法列表查找；
（3）在 superclass 中重复（2）（3）。
在（1）（2）（3）中一但找到实现，就跳到实现地址执行。消息转发：当经过1，2，3还没找到IMP就要进行消息转发了，如果转发之后还无法找到能调用的方法程序将崩溃。
注：方法查找与消息转发的内容将在下几篇博客详细介绍。
