类

1、元类

我们都知道对象的isa是指向类，类其实也是一个对象，可以称为类对象，其isa的位域指向苹果定义的元类
元类是系统给的，其定义和创建都是由编译器完成，在这个过程中，类的归属来自于元类
元类是类对象的类，每个类都有一个独一无二的元类用来存储类方法的相关信息。
元类本身是没有名称的，由于与类相关联，所以使用了同类名一样的名称

关系链：对象 --> 类 --> 元类 --> NSobject，NSObject指向自身

2、NSObject到底有几个？

最后NSObject类的元类也是NSObject，内存中只存在一份根元类NSObject，根元类的元类是指向它自己

[面试题]：类存在几份？

由于类的信息在内存中永远只存在一份，所以类对象只有一份

3、著名的isa走位和继承关系图

image.png

isa走位

实例对象（Instance of Subclass）的isa指向类（class）
类对象（class）isa指向元类（Meta class）
元类（Meta class）的isa指向根元类（Root metal class）
根元类（Root metal class）的isa指向它自己本身，形成闭环，这里的根元类就是NSObject

superclass走位（即继承关系）

类之间的继承关系：

类（subClass）继承自父类（superClass）
父类（superClass）继承自根类（RootClass），此时的根类是指NSObject
根类继承自nil，所以根类即NSObject可以理解为万物起源，即无中生有

元类也存在继承，元类之间的继承关系如下：

子类的元类（metal SubClass）继承自父类的元类（metal SuperClass）
父类的元类（metal SuperClass）继承自根元类（Root metal Class
根元类（Root metal Class）继承于根类（Root class），此时的根类是指NSObject

注意：实例对象之间没有继承关系，类之间有继承关系

4、objc_class & objc_object

为什么对象和类都有isa属性呢？这里就不得不提到两个结构体类型：objc_class & objc_object

NSObject的底层编译是NSObject_IMPL结构体，其中 Class是isa指针的类型，是由objc_class定义的类型，而objc_class是一个结构体。在iOS中，所有的Class都是以 objc_class 为模板创建的

struct NSObject_IMPL {
    Class isa;
};


typedef struct objc_class *Class;

struct objc_object {
    Class _Nonnull isa __attribute__((deprecated));
};

objc_class 与 objc_object 有什么关系？

结构体类型objc_class继承自objc_object类型，其中objc_object也是一个结构体，且有一个isa属性，所以objc_class也拥有了isa属性
mian.cpp底层编译文件中，NSObject中的isa在底层是由Class定义的，其中class的底层编码来自objc_class类型，所以NSObject也拥有了isa属性
NSObject是一个类，用它初始化一个实例对象objc，objc满足objc_object的特性（即有isa属性），主要是因为isa是由NSObject从objc_class继承过来的，而objc_class继承自objc_object，objc_object有isa属性。所以对象都有一个isa，isa表示指向，来自于当前的objc_object
objc_object（结构体）是当前的根对象，所有的对象都有这样一个特性objc_object，即拥有isa属性

objc_object 与对象的关系

所有的对象都是以objc_object为模板继承过来的
所有的对象是来自NSObject（OC），但是真正到底层的是一个objc_object（C/C++）的结构体类型

5、方法列表存储位置

类的实例方法存储在类的bits属性中，通过bits --> methods() --> list获取实例方法列表，例如CJLPersong类的实例方法sayHello就存储在CJLPerson类的bits属性中，类中的方法列表除了包括实例方法，还包括属性的set方法和get方法
类的类方法存储在元类的bits属性中，通过元类bits --> methods() --> list获取类方法列表，例如CJLPerson中的类方法sayBye就存储在CJLPerson类的元类（名称也是CJLPerson）的bits属性中

6、什么是属性、成员变量、实例变量？

属性(property)：在OC中是通过@property开头定义，且是带下划线成员变量 + setter + getter方法的变量
成员变量(ivar)：在OC的类中{}中定义的，且没有下划线的变量
实例变量：通过当前对象类型，具备实例化的变量，是一种特殊的成员变量，例如NSObject、UILabel、UIButton等

7、元类中为什么会有类对象的类方法？

lgObjc_copyMethodList函数分析

在这个函数中，主要是获取类中的方法列表，实例方法存储在类中，类方法存储在元类中

lgInstanceMethod_classToMetaclass函数分析

在分析前，需要先了解class_getInstanceMethod这个方法，主要是用于获取实例方法，如果在传入的类或者类的父类中没有找到指定的实例方法，则返回NULL

lgClassMethod_classToMetaclass函数分析

在分析前，需要先了解class_getClassMethod这个方法，主要是用于获取类方法，如果在传入的类或者类的父类中没有找到指定的类方法，则返回NULL

//获取类方法
Method class_getClassMethod(Class cls, SEL sel)
{
    if (!cls  ||  !sel) return nil;

    return class_getInstanceMethod(cls->getMeta(), sel);
}

//获取元类
 // NOT identical to this->ISA when this is a metaclass 判断是否是元类，是元类就直接返回，反之，继续找isa指向
Class getMeta() {
    if (isMetaClass()) return (Class)this;
    else return this->ISA();
}

看该方法的源码实现，可以得出class_getClassMethod的实现是获取类的类方法，其本质就是获取元类的实例方法，最终还是会走到class_getInstanceMethod，但是在这里需要注意的一点是：在getMeta源码中，如果判断出cls是元类，那么就不会再继续往下递归查找，会直接返回this，其目的是为了防止元类的无限递归查找

源码流程图如下所示