Class 数据结构：

class 结构体（旧结构）

最新的  object--对象结构体

 getIsa( )  为获取 isa 指向的类，isa 指向的类是对象的真实类型。

objc_object 结构体包含一个 isa 指针，类型为 isa_t 联合体。 可表示多种形态，既可以当成是指针，也可以存储标志位。

注意:  isa 指针不总是指向实例对象所属的类，不能依靠它来确定类型，而是应该用 class 方法来确定实例对象的类。因为KVO的实现机理就是将被观察对象的 isa 指针指向一个中间类而不是真实的类，这是一种叫做isa-swizzling的技术。

1. Class是一个指向objc_class（类）结构体的指针，而id是一个指向objc_object（对象）结构体的指针。

2. 类结构体 （objc_class）继承自对象结构体（objc_object），所以类也是对象。isa指针，也是从object结构体继承来的isa。

class 类结构体-- 新的

isa 指向总结：

1. 对象 （objec_object ）的isa指针， 指向他的类对象。

2. 类对象 （objec_class）的isa 指针， 指向他的元类。

注⚠️：类对象中存放着普通成员变量与对象方法 （“-”开头的方法），类对象 在编译期产生用于创建实例对象，是单例。

注⚠️：成员变量是存放在类对象中的，并且编译的那一刻就已经决定好了。而分类是在运行时才去加载的。 分类的结构中没有成员变量列表,因此分类中不可以添加成员变量。

3. 元类(metaclass)：也是一个对象，所有的元类的 isa 指针都会指向一个根元类。元类中保存了创建类对象以及类方法所需的所有信息（+ 方法列表 ）。

4. 根元类的isa指针又会指向他自己，形成一个闭环。根元类 super class父类指向NSObject类对象。

5. 每个类仅有一个类对象，而每个类对象仅有一个与之相关的元类。

6. super_class 指针指向 objc_class 类所继承的父类，如果当前类已经是最顶层的类(如NSProxy), 则 super_class 指针为 NULL。

isa指针&父类&元类之间的关系

对象方法的调用： 在运行时编译器会将代码转化为 objc_msgSend(obj, @selector (selector))

1. 首先通过obj（对象）的 isa 指针找到obj（对象）对应的class（类）

2. 在class（类）中先去cache 中通过SEL（方法的编号）查找对应method（方法）

3. 若cache中未找到，再去methodLists中查找

4. 若methodists中未找到，通过 super_class向上一级父类结构体中查找，直至根class（也就是NSObject）,  找到后 将method（方法）加入到cache中，以方便下次查找 

5. 找到后通过method（方法）中的函数指针 IMP 跳转到对应的函数中去执行。

类方法的调用：

1.  通过自己的 isa 指针指向的 objc_class 中的 isa 指针找到元类

2. 从元类的 methodLists 中查找该类方法，找不到则会通过元类 的super_class指针找到父类的元类结构体，然后从methodLists中查找该方法，如果仍然找不到，则继续通过super_class向上一级父类结构体中查 找，直至根元类 

3. 找到后通过method（方法）中的函数指针 IMP 跳转到对应的函数中去执行。

objc_cache： 方法缓存列表

找到要执行的方法后，把方法 的 method_name 作为key ，method_imp作为value 给存起来。当再次收到这个消息的时候，可以直接在cache 里找到，避免去遍 objc_method_list。提高效率。

method_imp: 指向实现程序的内存地址的指针。

注意：

如果直到 根类还是无法找到对应的方法，说明该接收者对象响应该消息，那么就会触发消息转发机制，给开发者最后一次挽救程序crash的机会。如果消息转发都失败了就回执行doesNotRecognizeSelector:方法报unrecognized selector错。

iSA 日常使用 --- kvo的实现原理：

1. 系统动态的生成一个类对象，这个类是监听对象的类的子类

2. 在生成的子类中重写了被监听的属性的set方法，之后将监听对象的isa指针指向系统动态生成的这个类

3. 当监听对象调用set方法时，由于监听对象的isa指针指向的是刚刚动态生成的类，所以执行的set方法也是子类中重写的set方法。

参考：kvo原理传送门

实现类似于多继承：通过rutime 修改某个对象isa指针的指向，让对象调用一些原本不属于他的方法。（消息转发）isa--swizzing 

OC的函数，属于动态调用过程，在编译期并不能决定真正调用哪个函数，只有在真正运行时才会根据函数的名称找到对应的函数来调用。因此给一个对象发送消息，并不会立即执行。

Objective-C的优点是它是动态的。动态能力有三种：

动态类-运行时确定类的对象

动态绑定-运行时确定要调用的方法

动态加载--运行时为程序加载新的模块：添加分类，方法，属性等。

参考：

苹果开发中文网站 - OC-底层实现isa指针 - CocoaChina_让移动开发更简单

isa指针介绍 - 简书   👍👍👍 ，变成一个共用体（union）结构，用位域来存储更多的信息