iOS重学之窥探Class的结构

写在前面

本文主要探究Class的内部结构,博主这里使用的objc4的源码版本是objc4-838,建议大家在看的时候可以下载最新源码。

Class的结构

在前面关于isa和superclass文章中,我们提到了类对象和元类对象的类型都是Class,内存里面保存的是:
. isa指针
. superclass指针
. 属性信息
. 对象方法信息
. 协议信息
. 成员变量信息
今天我们就来剖析一下Class的内部结构,验证一下是不是存放的这些信息,废话不多说了,我们现在就开始吧。
Class是个objc_class类型的结构体,如下:

typedef struct objc_class *Class;

objc4源码objc-runtime-new.h文件中,对objc_class定义如下:

1.png

2.png

因为objc_class结构体中数据太多,我这里提炼出来对我们分析结构有用的数据,如下:

struct objc_class : objc_object {
  Class isa; // isa
  Class superclass; // superclass
  cache_t cache; // 方法缓存
  class_data_bits_t bits; // 具体的类信息
}

class_data_bits_t结构如下:

struct class_data_bits_t {
  class_rw_t *data() const {
        return (class_rw_t *)(bits & FAST_DATA_MASK);
    }
}

class_rw_t结构中,rw一般表示readwrite(可读可写),t一般表示table,结构信息如下:

struct class_rw_t {
  uint32_t flags;
  uint16_t witness;
  Class firstSubclass;
  Class nextSiblingClass;
}
//  所有的类会链接成一个树状结构 利用firstSubclass 和 nextSiblingClass来实现的。

class_rw_ext_t结构信息如下:

struct class_rw_ext_t {
  class_ro_t_authed_ptr<const class_ro_t> ro;
  method_array_t methods; // 方法列表
  property_array_t properties; // 属性列表
  protocol_array_t protocols; // 协议列表
  char *demangledName;
  uint32_t version;
};

提醒
在WWDC2020中,苹果修改了一些底层的类,其中一个就是我们上面介绍的class_rw_ext_t,至于这个类主要作用是什么大家有兴趣的可以去详细了解一下,博主这里就不展开来讲这个了,大概的意思就是:它利用了懒加载的机制,在类的methodsproperties等发生变化的时候,才会初始化class_rw_ext_t来存储这些列表,这样就可以减少90%以前Runtime中的类在rw中直接复制ro中数据浪费的内存。
class_ro_t结构中,ro一般表示readonly(只读),t一般表示table,结构信息如下:

struct class_ro_t {
  uint32_t flags;
  uint32_t instanceStart;
  uint32_t instanceSize; // instance对象占用的内存空间大小
  
  explicit_atomic<const char *> name; // 类名
  // 方法列表(不包括分类的方法列表)
  WrappedPtr<method_list_t, method_list_t::Ptrauth> baseMethods;
  protocol_list_t * baseProtocols; // 协议信息列表
  const ivar_list_t * ivars; // 成员变量列表
  property_list_t *baseProperties; // 属性信息列表
}

用一张图来表示Class结构:

3.png

从上面的结构分析我们可以看到:class对象或meta-class对象里面确实保存了方法列表、属性列表、协议列表、成员变量列表等信息。

写在最后

关于Class结构信息我们就分析到这里了,如果有什么不对的地方望指教,欢迎去我的个人技术博客逛逛。

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