iOS Class的本质

能看懂这幅图的话,此篇文章可以直接跳过。


1.一个NSOBject对象占用多少内存?

最近在看些底层原理方面的东西。探究下Class的本质。我们知道OC是基于面向对象的一门语言,基础是C\C++而编写的,但是我们知道对象跟C的结构体之间的关系么,我们用一个问题来开始下面的谈论,如有不对请批评指正!


NSObject

从此图我们可以看出NSObject 会转换成里面放着Class isa 的结构体指针,而Class就是一个objec_class的结构体,不过右图已经标示OBJC已经弃用了,最新源码存放https://opensource.apple.com/tarballs/objc4/ 下载最新的 objc-runtime-new.h 文件搜索structobjc_class 可以看到具体objec_class结构体内的一些内容。

NSObject会转换成C的结构体,结构体里面放着一个 Class isa 指针,所以一个OC对象所占用的内存空间就是一个指针所占用的字节数。(64bit一个指针对应的就是8个字节,32bit对应的就是4个字节)

2.Class的类信息存放在哪?

类有3种分类即 :实例对象,类对象,元类对象(meta对象)。

实例对象(instance):  通过alloc init 申请出来的对象,n每次调用alloc都会产生新的instance对象,他存放着isa指针,以及成员变量的值。

类对象(class):相同类的实例变量,它们是同一个类对象。每个类在内存中有且只有一个类对象,他存放着isa指针,superClass,协议信息,属性信息,对象方法信息(减号开头的方法),成员变量的信息等。

元类对象(meta-class): 元类对象是类对象的上一级,跟类对象结构是一样的,但是用途不一样,每个类在内存中有且只有一个meta-class对象,他主要存放着isa指针,super指针,类方法(加号开头的方法)等。只能通过#import下的object_getClass 方法获取到。


类的申请方法


类的分类存放的内容

3.类分类之间是怎么传递的呢?isa指针的作用.

方法调用

假设我现在有一个Student类,当我分别调用instanceMethod  跟 classMethod 是怎么实现的呢?这就用到isa指针了,因为上面我们知道对象方法是存放在当前Class对象中的,对象方法是存放在meta-class对象中的。他们之间就是靠着isa指针来传递的。其中insace对象的isa指针指向的是Class对象,Class对象的isa指针指向的是meta-class。

>当调用[obj instanceMethod]; obj的isa指针指向的是class对象,所以找到当前类对象,进而实现方法的调用。

>当调用[Student classMethod];  Student的isa指针指向的是meta-class对象,所以找到当前meta-class对象,进而实现方法的调用。

下面我们就用代码看下instance对象的isa指针是否指向的是Class对象。这里有个小知识点:就是isa指针是要经过一定的偏移才能看到真正isa的地址,具体aplle为何这么做,自行google下就知道了。

ISA_MASK的偏移量


isa指向说明

4.对象superclass指针的作用。

Class对象跟meta-class对象里面都有一个superclass指针,这个指针有什么作用呢?下面我么来他探究一下。

>class对象的superclass指针指向父类Class对象,父类的superclass指针指向根类Class对象,根类的superclass指针指向nil。

>meta-class对象的superclass指针指向父类的meta-class,父类的meta-class的superclass指针指向根类的meta-calss,根类的meta-class的superclass指针指向根类的Class对象。

子类调用父类方法

当Student调用父类的方法时候的流程就是,首先通过instance对象isa指针找到Class对象,然后Class对象的superclass指向的父类的class对象,找到父类的class对象实现方法调用。

这就是class的本质,具体objec_class包含哪些元素我们下次在说。这里这是讲下isa跟superclass的作用。

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