iOS class:实例对象、类对象、元类和isa指针

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面向对象中每一个对象都必须依赖一个类来创建,因此对象的isa指针就指向对象所属的类根据这个类模板能够创建出实例变量、实例方法等。 

比如有如下代码

NSString* str = @"Hello World";

通过上文我们知道这个str对象本质就是一个objc_object结构体,而这个结构体的成员变量isa指针则表明了str is a NSString,因此这个isa就指向了NSString类,这个NSString类其实是类对象,不明白就继续往下看吧。


class object/metaclass

继续查看结构体objc_class的定义

struct objc_class {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;

#if !__OBJC2__
    Class super_class                                        OBJC2_UNAVAILABLE;
    const char *name                                         OBJC2_UNAVAILABLE;
    long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
    long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_ivar_list *ivars                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_method_list **methodLists                    OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_cache *cache                                 OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_protocol_list *protocols                     OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif

} OBJC2_UNAVAILABLE;
/* Use `Class` instead of `struct objc_class *` */

struct objc_classs结构体里存放的数据称为元数据(metadata),通过成员变量的名称我们可以猜测里面存放有指向父类的指针、类的名字、版本、实例大小、实例变量列表、方法列表、缓存、遵守的协议列表等,这些信息就足够创建一个实例了,该结构体的第一个成员变量也是isa指针,这就说明了Class本身其实也是一个对象,我们称之为类对象类对象在编译期产生用于创建实例对象,是单例,因此前文中的栗子其实应该表达为str的isa指针指向了NSString类对象那么这个结构体的isa指针又指向什么呢?

类对象中的元数据存储的都是如何创建一个实例的相关信息,那么类对象类方法应该从哪里创建呢?就是从isa指针指向的结构体创建,类对象isa指针指向的我们称之为元类(metaclass)元类中保存了创建类对象以及类方法所需的所有信息,因此整个结构应该如下图所示:




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