Cocoa框架是iOS應用程式的基礎，瞭解Cocoa框架，對開發iOS應用有很大的幫助。

1、Cocoa是什麼？

Cocoa是OS X和 iOS作業系統的程式的執行環境。

是什麼因素使一個程式成為Cocoa程式呢？不是程式語言，因為在Cocoa開發中你可以使用各種語言；也不是開發工具，你可以在命令列上就可以建立Cocoa程式。Cocoa程式可以這麼說，它是由一些物件組成，而這些物件的類最後都是繼承於它們的根類 ：NSObject。而且它們都是基於Objective-C執行環境的。

1.1、Cocoa框架

iOS中，Cocoa眾多框架中最重要最基本的兩個框架是：Foundation 和 UIKit。

Foundation 和介面無關，也可以說和介面無關的類基本是Foundation框架的，和介面相關的是UIKit框架。

這兩個框架在系統中處於的位置如圖：

1.2、Foundation框架

好吧，那我們看看兩個框架的類組織架構圖，第一個先看Foundation的，三個圖，包括了Foundation所以的類，圖中灰色的是iOS不支援的，灰色部分是OS X系統的。

將上圖Foundation框架中的類進行邏輯分類如下：

1. 值物件
2. 集合 
3. 作業系統服務 包括下面三個：檔案系統和URL   程序間通訊。 這個範疇中的大部分類代表不同的系統埠、套接字、和名字伺服器，對實現底層的IPC很有用。NSPipe代表一個BSD管道，即一種程序間的單向通訊通道。   執行緒和子任務。
    NSThread類使您可以建立多執行緒的程式，而各種鎖（lock）類則為彼此競爭的執行緒在訪問程序資源時提供各種控制機制。通過NSTask，您的程式可以分出      一個子程序來執行其它工作或進行進度監控。
4. 通知
5. 歸檔和序列化
6. 表示式和條件判斷
7. Objective-C語言服務

1.3 UIKit框架

1.   在使用者介面工具（interface Buidler）從物件庫裡 拖拽視窗，檢視或者其他的物件使用。
2.   用程式碼建立
3.   通過繼承UIView類或間接繼承UIView類實現自定義使用者介面

在圖中可以看出，responder 類是圖中最大分支的根類，UIResponder為處理響應事件和響應鏈 定義了介面和預設行為。當用戶用手指滾動列表或者在虛擬鍵盤上輸入時，UIKit就生成時間傳送給UIResponder響應鏈，直到鏈中有物件處理這個事件。相應的核心物件，比如：UIApplication  ，UIWindow，UIView都直接或間接的從UIResponder繼承。

 2、Cocoa物件

2.1 Objective-C是面向物件的語言

Objective-C和Java C++一樣，有封裝，繼承，多型，重用。但是它不像C++那樣有過載操作法、模版和多繼承，也沒有Java的垃圾回收機制。

2.2 Objective-C的優點

Objective-C語言有C++ Java等面向物件的特點，那是遠遠不能體現它的優點的。Objective-C的優點是它是動態的。動態能力有三種：

動態類-執行時確定類的物件

動態繫結-執行時確定要呼叫的方法

動態載入--執行時為程式載入新的模組

2.3 動態能力相關的isa指標

每個Objective-C物件都有一個隱藏的資料結構，這個資料結構是Objective-C物件的第一個成員變數，它就是isa指標。這個指標指向哪呢？它指向一個類物件(class object  記住它是個物件，是佔用記憶體空間的一個變數，這個物件在編譯的時候編譯器就生成了，專門來描述某個類的定義)，這個類物件包含了Objective-C物件的一些資訊（為了區分兩個物件，我把前面提到的物件叫Objective-C物件），包括Objective-C物件的方法排程表，實現了什麼協議等等。這個包含資訊就是Objective-C動態能力的根源了。

那我們看看isa指標型別的資料結構是什麼樣的？如果拋開NSObject物件的其他的成員資料和變數，NSObject可以看成這樣：

1. @interface NSObject <NSObject> {  
2.      Class    isa;  
3. }   

1. struct NSObject{  
2.  　　Class isa;  
3.  }  

1. typedefstruct objc_class *Class;  

1. struct NSObject{  
2. 　　objc_class *isa  
3. }  

1. struct objc_class {  
2.      Class isa;  
3.      Class super_class;  
4.      constchar *name;  
5.      long version;  
6.      long info;  
7.      long instance_size;  
8.      struct objc_ivar_list *ivars;  
9.      struct objc_method_list **methodLists;   
10.      struct objc_cache *cache;  
11.      struct objc_protocol_list *protocols;     
12.  }  

   為了得到整個類組織架構的資訊，objc_class結構裡定義了第二個成員變數Class super_class，它指向父類的類物件。說了這麼多，可能關係縷不清楚，有道是一張圖勝過千言萬語

圖中可以看出，D3繼承D2,D2繼承D1,D1最終繼承NSObject。下圖從D3的一個物件開始，排列出D3 D2 D1 NSObject 類物件，元類物件等關係。

圖中的箭頭都是指標的指向。

2.4 根類 NSObject

NSObject是大部分Objective-C類的根類，它沒有父類。其它類繼承NSObject，訪問Objective-C執行時系統的基本介面，這樣其他類的例項可以獲得執行時的能力。

2.4.1 根類和根類協議

NSObject不但是個類名，NSObject也是個協議的名稱，參考NSObject協議 ， NSObject協議指定了根類必須實現的介面。

2.4.2 根類的主要方法：

•     分配、初始化、和複製：

• 物件的保持和清理：

• 內省和比較

NSObjec有很多方法可以查詢物件的執行時資訊。這些內省方法有助於找出物件在類層次中的位置，確定物件是否實現特定的方法，以及測試物件是否遵循某種協議。下面是部分方法 
superclass和class方法（實現為類和例項方法）分別以Class物件的形式返回接收者的父類和類。
您可以通過isKindOfClass:和isMemberOfClass:方法來確定物件屬於哪個類。後者用於測試接收者是否為指定類的例項。isSubclassOfClass:類方法則用於測試類的繼承性。
respondsToSelector:方法用於測試接收者是否實現由選擇器引數標識的方法。instancesRespondToSelector:類方法則用於測試給定類的例項是否實現指定的方法。
conformsToProtocol:方法用於測試接收者（物件或類）是否遵循給定的協議。
isEqual:和hash方法用於物件的比較。
description方法允許物件返回一個內容描述字串；這個方法的輸出經常用於除錯（“print object”命令），以及在格式化字串中和“%@”指示符一起表示物件。

• 物件的編碼和解碼

下面的方法和物件的編解碼（作為歸檔過程的一部分）有關：
encodeWithCoder:和initWithCoder:是NSCoding協議僅有的方法。前者使物件可以對其例項變數進行編碼，後者則使物件可以根據解碼過的例項變數對自身進行初始化。
NSObject類中聲明瞭一些於物件編碼有關的方法：classForCoder:、replacementObjectForCoder:、和awakeAfterUsingCoder:。

• 訊息的轉發

forwardInvocation:允許一個物件將訊息轉發給另一個物件。

• 訊息的派發 

在performSelector開頭的一些方法允許你延遲後派髮指定訊息，而且可以將訊息（同步或非同步的訊息）從輔助執行緒派發到主執行緒。

2.5 Cocoa物件生命週期

物件的四種記憶體管理方式，如下圖所示

•  物件的生命週期—簡化檢視

• 保持接收到的物件

• 拷貝接收到的物件

• 自動釋放池

參考：

1、http://algorithm.com.au/downloads/talks/objective-c-internals/objective-c-internals.pdf

2、http://developer.apple.com/library/mac/#documentation/Cocoa/Conceptual/CocoaFundamentals/Introduction/Introduction.html

3、http://www.cnblogs.com/csutanyu/archive/2011/12/12/Objective-C_memory_layout.html