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iOS中的類、元類以及isa示例詳解

 更新時(shí)間：2018年01月11日 10:17:11   作者：FlyOceanFish  
從初學(xué)OC的時(shí)候就聽(tīng)人提起過(guò)OC對(duì)象中的isa指針，用來(lái)指向?qū)ο笏鶎俚念?，從而可以在調(diào)用方法時(shí)通過(guò)isa指針找到相應(yīng)的方法和屬性，下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于iOS中類、元類以及isa的相關(guān)資料，需要的朋友可以參考借鑒，下面來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧。

前言

對(duì)于類相信大家都知道是什么，如果看過(guò)runtime的源碼或者看過(guò)相關(guān)的文章對(duì)isa肯定也不陌生，不過(guò)元類(meta class)大家可能就比較陌生了。不過(guò)大家也不要擔(dān)心，我會(huì)細(xì)細(xì)道來(lái)，讓大家明白它到底是個(gè)什么東西。

先看一段大家非常熟悉的代碼：

Person *person = [[Person alloc] init];

為什么Person類名就能調(diào)用到alloc方法嗎？到底怎么找到了alloc的方法了呢？

1.首先，在相應(yīng)操作的對(duì)象中的緩存方法列表中找調(diào)用的方法，如果找到，轉(zhuǎn)向相應(yīng)實(shí)現(xiàn)并執(zhí)行。

2.如果沒(méi)找到，在相應(yīng)操作的對(duì)象中的方法列表中找調(diào)用的方法，如果找到，轉(zhuǎn)向相應(yīng)實(shí)現(xiàn)執(zhí)行

3.如果沒(méi)找到，去父類指針?biāo)赶虻膶?duì)象中執(zhí)行1，2.

4.以此類推，如果一直到根類還沒(méi)找到，轉(zhuǎn)向攔截調(diào)用，走消息轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制。

5.如果沒(méi)有重寫(xiě)攔截調(diào)用的方法，程序報(bào)錯(cuò)。

上邊是我從網(wǎng)上一篇文章摘錄的查找alloc的方法的大體過(guò)程。如果是實(shí)例方法(聲明以`-`開(kāi)頭)這個(gè)描述的換個(gè)過(guò)程還是可以的，不過(guò)如果是類方法（聲明以`+`開(kāi)頭比如`alloc`方法）還是有所欠缺的！

元類

`元類`也是類，是描述`Class `類對(duì)象的類。

Class aclass = [Person class];

>一切皆對(duì)象。每一個(gè)對(duì)象都對(duì)應(yīng)一個(gè)類。 `Person` 類就是`person`變量對(duì)象的類,換句話說(shuō)就是`person`對(duì)象的isa指向`Person`對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)體的類;`aclass`也是對(duì)象，描述它的類就是元類，換句話說(shuō)`aclass`對(duì)象的isa指向的就是`元類`。
**元類保存了類方法的列表**。當(dāng)一個(gè)類方法被調(diào)用時(shí),元類會(huì)首先查找它本身是否有該類方法的實(shí)現(xiàn),如果沒(méi)有則該元類會(huì)向它的父類查找該方法,直到一直找到繼承鏈的頭。（回答文章上邊查找方法所欠缺的地方）

這張圖是非常精髓的，直接詮釋了元類和isa。大家可以一邊閱讀本文，一邊回憶此圖，多看幾遍。

上邊都是概念性質(zhì)偏多，不知道大家理解的如何。現(xiàn)在看一個(gè)實(shí)例來(lái)具體介紹上邊的內(nèi)容。

代碼示例

// Created by FlyOceanFish on 2018/1/9.
// Copyright © 2018年 FlyOceanFish. All rights reserved.
//
#import #import @interface Person: NSObject
@end
@implementation Person
+ (void)printStatic{
}
- (void)print{
 NSLog(@"This object is %p.", self);
 NSLog(@"Class is %@, and super is %@.", [self class], [self superclass]);
 const char *name = object_getClassName(self);
 Class metaClass = objc_getMetaClass(name);
 NSLog(@"MetaClass is %p",metaClass);
 Class currentClass = [self class];
 for (int i = 1; i < 5; i++)
 {
 NSLog(@"Following the isa pointer %d times gives %p", i, currentClass);
  unsigned int countMethod = 0;
 NSLog(@"---------------**%d start**-----------------------",i);
 Method * methods = class_copyMethodList(currentClass, &countMethod);
 [self printMethod:countMethod methods:methods ];
 NSLog(@"---------------**%d end**-----------------------",i);
 currentClass = object_getClass(currentClass);
 }
 NSLog(@"NSObject's class is %p", [NSObject class]);
 NSLog(@"NSObject's meta class is %p", object_getClass([NSObject class]));
}
- (void)printMethod:(int)count methods:(Method *) methods{
 for (int j = 0; j < count; j++) {
 Method method = methods[j];
 SEL methodSEL = method_getName(method);
 const char * selName = sel_getName(methodSEL);
 if (methodSEL) {
  NSLog(@"sel------%s", selName);
 }
 }
}
@end
@interface Animal: NSObject
@end
@implementation Animal
- (void)print{
 NSLog(@"This object is %p.", self);
 NSLog(@"Class is %@, and super is %@.", [self class], [self superclass]);
 const char *name = object_getClassName(self);
 Class metaClass = objc_getMetaClass(name);
 NSLog(@"MetaClass is %p",metaClass);
 Class currentClass = [self class];
 for (int i = 1; i < 5; i++)
 {
 NSLog(@"Following the isa pointer %d times gives %p", i, currentClass);
 currentClass = object_getClass(currentClass);
 }
 NSLog(@"NSObject's class is %p", [NSObject class]);
 NSLog(@"NSObject's meta class is %p", object_getClass([NSObject class]));
}
@end
int main(int argc, const char * argv[]) {
 @autoreleasepool {
 Person *person = [[Person alloc] init];
 Class class = [Person class];
 [person print];
// printf("--------------------------------
");
// Animal *animal = [[Animal alloc] init];
// [animal print];
 }
 return 0;
}

這個(gè)示例有兩部分功能：

1. 大家只看`Person`的演示功能即可。

2. 觀察Person和Animal兩個(gè)對(duì)象的打印(打印方法名的可以注釋掉，將main方法中的代碼注釋打開(kāi))

`Person`的演示功能(不打印方法名稱)

This object is 0x100408400.
Class is Person, and super is NSObject.
MetaClass is 0x100001328
Following the isa pointer 1 times gives 0x100001350
Following the isa pointer 2 times gives 0x100001328
Following the isa pointer 3 times gives 0x7fffb9a4f0f0
Following the isa pointer 4 times gives 0x7fffb9a4f0f0
NSObject's class is 0x7fffb9a4f140
NSObject's meta class is 0x7fffb9a4f0f0

我們來(lái)觀察isa到達(dá)過(guò)的地址的值：

  •  對(duì)象的地址是 0x100408400.
  •  類的地址是 0x100001350.
  •  元類的地址是 0x100001328.
  •  根元類（NSObject的元類）的地址是 0x7fffb9a4f0f0.

對(duì)于本次打印我們可以做出以下結(jié)論（可以再去看一遍上邊那張精髓的圖）：

  • 對(duì)于3、4次打印相同，就是因?yàn)镹SObject元類的類是它本身.
  •  我們?cè)趯?shí)例化對(duì)象的時(shí)候，其實(shí)是創(chuàng)建了許多對(duì)象，這就是我們說(shuō)的類簇。也對(duì)應(yīng)了我們?cè)谟胷untime創(chuàng)建類的時(shí)候`objc_allocateClassPair(xx,xx)`中是`ClassPair`而不是`bjc_allocateClass`
  • 通過(guò)地址的大小也可以看出對(duì)象實(shí)例化先后，地址越小的越先實(shí)例化
  •  很好的詮釋了上邊那張精髓圖isa的指向
  • NSObject的兩個(gè)地址都非常大（哈哈哈哈哈！為什么非常大啊？？接下往下看）

`Person`的演示功能(打印方法名稱)

Class is Person, and super is NSObject.
MetaClass is 0x100002378
Following the isa pointer 1 times gives 0x1000023a0
---------------**1 start**-----------------------
 sel------printMethod:methods:
sel------print
---------------**1 end**-----------------------
Following the isa pointer 2 times gives 0x100002378
---------------**2 start**-----------------------
sel------printStatic
---------------**2 end**-----------------------
Following the isa pointer 3 times gives 0x7fffb9a4f0f0
 ---------------**3 start**-----------------------

我只把重要的復(fù)制出來(lái)了，`NSObject`的所有的方法名沒(méi)有復(fù)制出來(lái)，在此處不是重要的。

此次打印結(jié)果的結(jié)論：

類方法(靜態(tài)方法)是存儲(chǔ)在元類中的

觀察Person和Animal兩個(gè)對(duì)象的打印

This object is 0x100508e70.
Class is Person, and super is NSObject.
MetaClass is 0x100001338
Following the isa pointer 1 times gives 0x100001360
Following the isa pointer 2 times gives 0x100001338
Following the isa pointer 3 times gives 0x7fffb9a4f0f0
Following the isa pointer 4 times gives 0x7fffb9a4f0f0
NSObject's class is 0x7fffb9a4f140
NSObject's meta class is 0x7fffb9a4f0f0
--------------------------------
This object is 0x100675ed0.
Class is Animal, and super is NSObject.
MetaClass is 0x100001388
Following the isa pointer 1 times gives 0x1000013b0
Following the isa pointer 2 times gives 0x100001388
Following the isa pointer 3 times gives 0x7fffb9a4f0f0
Following the isa pointer 4 times gives 0x7fffb9a4f0f0
NSObject's class is 0x7fffb9a4f140
NSObject's meta class is 0x7fffb9a4f0f0
Program ended with exit code: 0

此次打印的結(jié)論：

  •  `Animal`相關(guān)打印的地址都比`Person`的大。再次詮釋了棧是由大往小排列的。?？谠谧钚〉牡胤?/li>
  •  `Animal`和`Person`的`NSObject`的兩個(gè)地址一樣。(知道為什么大了嗎？其實(shí)就是保證這兩個(gè)地址足夠大，以致于永遠(yuǎn)在棧中。這樣整個(gè)程序中其實(shí)就是存在一個(gè)，有點(diǎn)像單例的意思)

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，如果有疑問(wèn)大家可以留言交流，謝謝大家對(duì)腳本之家的支持。

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