NSObject
先来看一段OC代码：
#import <Foundation/Foundation.h>
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];
}
return 0;
}
通过以下终端命令：(指定 arm64 架构模式)
$ xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m -o main-arm64.cpp
在 main-arm64.cpp 该文件中，可以找到以下代码：
struct NSObject_IMPL {
Class isa;
};
通过 command + 点击 进入 NSObject 查看如下：
@interface NSObject <NSObject> {
Class isa;
}
不难看出，NSObject_IMPL 就是通过 C 语言转换后的结构体
该结构体 NSObject_IMPL 中只有一个 isa 指针变量：
在 64bit 中是 8个字节 ；在 32bit 中是 4个字节
下面的代码，在内存中都干了些什么？
NSObject *objc = [[NSObject alloc] init];
答：系统为 NSObject 对象分配了 8个字节 的内存，用来存放 isa 指针。
也就是说：
objc 存储的就是 isa 的地址；
objc 只想内存中 NSObject 对象地址，即指向内存中的结构体，也就是 isa 的位置。
自定义类
看下面代码：
#import <Foundation/Foundation.h>
@interface Student : NSObject
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@property (nonatomic, assign) int age;
@end
@implementation Student
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
Student *stu = [[Student alloc] init];
stu.name = @"张三";
stu.age = 5;
NSLog(@"%@", stu);
}
return 0;
}
@end
通过终端生成 .cpp 文件并查看：
struct Student_IMPL {
struct NSObject_IMPL NSObject_IVARS;
int _age;
NSString *_name;
};
第一个是不是很眼熟？是我们上面刚提到的 NSObject_IMPL 的实现，并且我们知道其内部就是 Class isa。因此我们人为的改一下 Student_IMPL ：
struct Student_IMPL {
Class *isa;
int _age;
NSString *_name;
};
继承关系
我们用 Student 、 Person 、NSObject 来说明，它们三者之间的继承关系如下：
Student --继承自--> Person --继承自--> NSObject
NSObject_IMPL：
struct NSObject_IMPL {
Class isa;
};
Person_IMPL：
struct Person_IMPL {
struct NSObject_IMPL NSObject_IVARS;
};
Student_IMPL：
struct Student_IMPL {
struct Person_IMPL NSObject_IVARS;
};
结论：只要是继承自 NSObject 的对象，底层结构体内一定有一个 isa 指针
OC对象的种类
| 种类 | 说明 | 存储内容 |
|---|---|---|
| instance对象 (实例对象) |
通过类alloc出来的对象，每次调用alloc都会产生新的instance对象 | 1. isa指针 2. 成员变量的值 |
| class对象 (类对象) |
通过class方法或runtime方法得到一个class对象 | 1. isa指针 2. superclass指针 3. 类的属性信息（@property），类的成员变量信息（ivar） 4. 类的对象方法信息（instance method），类的协议信息（protocol） |
| meta-class对象 (元类对象) |
runtime中 object_getClass传入类对象 |
1. isa指针 2. superclass指针 3. 类的类方法的信息（class method） |
说明：
- 每个类在内存中有且只有一个
class对象(打印内存地址可证明) - 每个类在内存中有且只有一个meta-class对象。
对象的isa指针
- 对象调用实例方法，如下：
[stu stundentMethod];
说明：
instance 的 isa 指向 class 。
此时，isa 找到 class，最后找到对象方法的实现进行调用。
- 当类对象调用类方法，如下：
[Student studentClassMethod];
说明：
class 的 isa 指向 meta-class。
此时，isa 找到 meta-class，最后找到类方法的实现进行调用。
- 当对象调用其父类对象方法，如下：
[stu personMethod];
说明：
(1) instance 的 isa 找到 Student 类
(2) 通过 Student 类中的 superclass 指针找到 Person 类，找到对象方法的实现进行调用
(3) 若没找到，通过 Person 类的 superclass 指针找到 NSObject 类，去寻找响应的方法
- 当类对象调用父类的类方法，如下：
[Student personClassMethod];
说明：
(1) instance 的 isa 找到 Student 类
(2) 通过 Student 类中的 superclass 指针找到 Person 的 meta-class，最后找到类方法的实现进行调用
总结：
1. instance的isa指向class
2. class的isa指向meta-class
3. meta-class的isa指向基类的meta-class，基类的isa指向自己
4. class的superclass指向父类的class，如果没有父类，superclass指针为nil
5. meta-class的superclass指向父类的meta-class，基类的meta-class的superclass指向基类的class
6. 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
7. 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
