iOS中類、元類、isa詳解
類相信大家都知道是什麽，如果看過runtime的源碼或者看過相關的文章對isa肯定也不陌生，不過元類(meta class)大家可能就比較陌生了。不過大家也不要擔心，我會細細道來，讓大家明白它到底是個什麽東西。
先看一段大家非常熟悉的代碼：
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Person *person = [[Person alloc] init];
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為什麽Person類名就能調用到alloc方法嗎？到底怎麽找到了alloc的方法了呢？
1.首先，在相應操作的對象中的緩存方法列表中找調用的方法，如果找到，轉向相應實現並執行。
2.如果沒找到，在相應操作的對象中的方法列表中找調用的方法，如果找到，轉向相應實現執行
3.如果沒找到，去父類指針所指向的對象中執行1，2.
4.以此類推，如果一直到根類還沒找到，轉向攔截調用，走消息轉發機制。
5.如果沒有重寫攔截調用的方法，程序報錯。
上邊是我從網上一篇文章摘錄的查找alloc的方法的大體過程。如果是實例方法(聲明以`-`開頭)這個描述的換個過程還是可以的，不過如果是類方法（聲明以`+`開頭比如`alloc`方法）還是有所欠缺的！
元類
`元類`也是類，是描述`Class `類對象的類。
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Class aclass = [Person class];
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>一切皆對象。每一個對象都對應一個類。 `Person` 類就是`person`變量對象的類,換句話說就是`person`對象的isa指向`Person`對應的結構體的類;`aclass`也是對象，描述它的類就是元類，換句話說`aclass`對象的isa指向的就是`元類`。
**元類保存了類方法的列表**。當一個類方法被調用時,元類會首先查找它本身是否有該類方法的實現,如果沒有則該元類會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。
上邊都是概念性質偏多，不知道大家理解的如何。現在看一個實例來具體介紹上邊的內容。
代碼示例
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//
#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;
}
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這個示例有兩部分功能：
1. 大家只看`Person`的演示功能即可。
2. 觀察Person和Animal兩個對象的打印(打印方法名的可以註釋掉，將main方法中的代碼註釋打開)
`Person`的演示功能(不打印方法名稱)
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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
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我們來觀察isa到達過的地址的值：
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對象的地址是 0x100408400.
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類的地址是 0x100001350.
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元類的地址是 0x100001328.
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根元類（NSObject的元類）的地址是 0x7fffb9a4f0f0.
對於本次打印我們可以做出以下結論（可以再去看一遍上邊那張精髓的圖）：
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對於3、4次打印相同，就是因為NSObject元類的類是它本身.
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我們在實例化對象的時候，其實是創建了許多對象，這就是我們說的類簇。也對應了我們在用runtime創建類的時候`objc_allocateClassPair(xx,xx)`中是`ClassPair`而不是`bjc_allocateClass`
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通過地址的大小也可以看出對象實例化先後，地址越小的越先實例化
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很好的詮釋了上邊那張精髓圖isa的指向
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NSObject的兩個地址都非常大（哈哈哈哈哈！為什麽非常大啊？？接下往下看）
`Person`的演示功能(打印方法名稱)
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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**-----------------------
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我只把重要的復制出來了，`NSObject`的所有的方法名沒有復制出來，在此處不是重要的。
此次打印結果的結論：
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類方法(靜態方法)是存儲在元類中的
觀察Person和Animal兩個對象的打印
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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
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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
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此次打印的結論：
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`Animal`相關打印的地址都比`Person`的大。再次詮釋了棧是由大往小排列的。棧口在最小的地方
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`Animal`和`Person`的`NSObject`的兩個地址一樣。(知道為什麽大了嗎？其實就是保證這兩個地址足夠大，以致於永遠在棧中。這樣整個程序中其實就是存在一個，有點像單例的意思)
iOS中類、元類、isa詳解