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isa&&Class&&meta-class.md

File metadata and controls

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OC对象的分类

  • 实例对象(instance对象)
  • 类对象(class对象)
  • 元类对象(meta-class对象)

instance 对象

  • 通过类 alloc 出来的对象
  • 每次 alloc 都会产生新的instance 对象(内存不相同)
  • instance 对象存储的信息
    • isa 指针
    • 其他成员变量

class 对象

  • 是创建对象的蓝图，描述了所创建的对象共同的属性和方法(made in 维基百科)
  • 类在内存中只有一份，每个类在内存中都有且只有一个 class 对象
  • class对象在内存中存储的信息
    • isa 指针
    • superclass 指针
    • 类的对象方法 && 协议
    • 类的属性 && 成员变量信息
    • 。。。

meta-class

Class metaClass = object_getClass([NSObject class]);

  • metaclss 是 NSObject的meta-class对象
  • meta-class 在内存中只有一份，每个类都有且只有一个 meta-class 对象
  • meta-class 也是类，与class的对象结构一样，但是内部的数据不一样(用途不同)
  • meta-clas 包括:
    • isa指针
    • superclass
    • 类方法
    • 。。。

image

提问：object_getClass 与 objc_getClass的区别

Class object_getClass(id obj)
{
    if (obj) return obj->getIsa();
    else return Nil;
}
  • object_getClass ： 传入的是可以是任意对象(id类型)，返回的是类 or 元类
    • 如果传入 instance 对象，返回 class
    • 如果传入 class, 返回的是 meta-class 对象
    • 如果传入的是 meta-class，返回的是 root-meta-class 对象

Class objc_getClass(const char *aClassName)
{
    if (!aClassName) return Nil;

    // NO unconnected, YES class handler
    return look_up_class(aClassName, NO, YES);
}
  • 传入的是类名字符串，返回的是该类名对应的类
  • 不能返回元类

指向图.png

(图片来自于 http://www.sealiesoftware.com/blog/archive/2009/04/14/objc_explain_Classes_and_metaclasses.html)

看懂这张图 - 就等价于看懂 isa && superclass了

探究流程：

@interface MNSuperclass : NSObject

- (void)superclassInstanceMethod;
+ (void)superClassMethod;

@end

@implementation MNSuperclass

- (void)superclassInstanceMethod{
    NSLog(@"superclass-InstanceMethod - %p",self);
}

+ (void)superClassMethod{
    NSLog(@"+ superClass-classMethod- %p",self);
}

@end

@interface MNSubclass : MNSuperclass

- (void)subclassInstanceMethod;

@end

@implementation MNSubclass

- (void)subclassInstanceMethod{
    NSLog(@"subclassInstanceMethod- %p",self);
}

@end

问: 子类调用父类的对象方法，执行的流程是如何的？

MNSubclass *subclass = [[MNSubclass alloc]init];
[subclass superclassInstanceMethod];
  • 思路：
    • subclass 调用对象方法，对象方法存在 class 中
    • 第一步，先找到 subclass对象,通过 isa 指针，找到其对应的 MNSubclass 类
    • 看MNSubclass 是否有 superclassInstanceMethod 方法的实现，发现没有，MNSubclass 沿着 superclass 指针找到他的父类 - MNSuperclass
    • 此时，MNSuperclass 中找到 superclassInstanceMethod 的实现，调用它，整个流程结束

image

[MNSubclass superClassMethod];


问: 子类调用父类的类方法，执行的流程是如何的？

  • 思路：
    • 类方法存在meta-class中
    • 第一步，找到对应的MNSubclass,沿着isa指针，找到其对应的meta-class
    • 看MNSubclass 的 meta-class 中是否有 superClassMethod 方法的实现，发现没有，沿着 superclass 指针找到 MNSuperclass 的 meta-class
    • 发现 MNSuperclass 的 meta-class 有superClassMethod 方法实现，调用，流程结束

image


图中比较难理解的一根线

image

探究 : 元类对象的superclass 指针是否指向 rootclass

  • 分析：
    • meta-class 对象存储的是类方法，class 存储的是 对象方法
    • 从面向对象的角度来讲，一个类调用一个类方法，不应该最后调用到 对象方法
    • 这里的Root class 就是 NSObject, 要给 NSObject 添加方法就要用到 分类
    • 验证 NSObject 的对象方法是否会被调用

//"NSObject+MNTest"类的声明 && 实现

@interface NSObject (MNTest)

+ (void)checkSuperclass;

@end

@implementation NSObject (MNTest)

+ (void)checkSuperclass{
    NSLog(@"+NSObject checkSuperclass - %p",self);
}

@end

//main函数中调用
int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool
    {
        [MNSubclass checkSuperclass];
        NSLog(@"MNSubclass = %p",[MNSubclass class]);
    }
    
    return 0;
}

--------------------------------------------------------
控制台输出：
+NSObject checkSuperclass - 0x105817040
InterView-obj-isa-class[36303:7016608] MNSubclass = 0x105817040
  1. 发现，调用checkSuperclass 类方法的，是MNSubclass类
  2. 这时候要验证上面那条 meta-class 指向 root-class的线, 这里的root-class 即等于 NSObject
  3. root-class中只存对象方法，这里，只要验证,NSObject 中同名的类方法实现取消，变成同名的对象方法测试，即可得出结论
  4. 声明的还是+ (void)checkSuperclass，实现的方法用 - (void)checkSuperclass对象方法替换

@interface NSObject (MNTest)

+ (void)checkSuperclass;

@end

@implementation NSObject (MNTest)

//+ (void)checkSuperclass{
//    NSLog(@"+NSObject checkSuperclass - %p",self);
//}

- (void)checkSuperclass{
    NSLog(@"-NSObject checkSuperclass - %p",self);
}

@end

//main函数中调用
int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool
    {
        [MNSubclass checkSuperclass];
        NSLog(@"MNSubclass = %p",[MNSubclass class]);
    }
    
    return 0;
}

--------------------------------------------------------
控制台输出：
-NSObject checkSuperclass - 0x101239040
InterView-obj-isa-class[36391:7022301] MNSubclass = 0x101239040

发现 - 调用的还是类方法 + (void)checkSuperclass ，但是最终实现的，却是对象方法 - (void)checkSuperclass

  • 原因：
    • [MNSubclass checkSuperclass] 其实本质上，调用的是发送消息方法，函数类似是objc_msgsend([MNSubclass class], @selector(checkSuperclass))
    • 这里的@selector(checkSuperclass) 并未说明是 类方法 or 对象方法
    • 所以最终走流程图的话，root-meta-class通过isa找到了root-class (NSObject)，
    • NSObject 类不是元类，存储的是对象方法，所以 最终调用了NSObject -checkSuperclass这个对象方法

image

叮叮叮！循循循序渐进之面试题叒来了！！

@implementation MNSubclass

- (void)compareSelfWithSuperclass{
    NSLog(@"self class = %@",[self class]);
    NSLog(@"super class = %@",[super class]);
}
@end

调用:
    MNSubclass *subclass = [[MNSubclass alloc]init];
    [subclass subclassInstanceMethod];
  • 问: [self class] && [super class] 分别输出什么
@protocol NSObject
- (Class)class OBJC_SWIFT_UNAVAILABLE("use 'type(of: anObject)' instead");
  • 思路：
    • class 方法 是NSObject 的一个对象方法,对方方法存在 class 中
    • 第一步，先找到 subclass对象,通过 isa 指针，找到其对应的 MNSubclass 类
    • 看MNSubclass 是否有 class 方法的实现，发现没有，MNSubclass 沿着 superclass 指针找到他的父类 - MNSuperclass
    • 查询MNSuperclass 中是否有 class 方法的实现，发现没有，MNSuperclass 沿着 superclass 指针找到他的父类 - NSObject
    • 最终在 NSObject 中找到 class 的实现
    • 而调用方都是都是当前对象，所以最后输出都是 - MNSubclass

验证:

NSLog(@"self class = %@",[self class]);
NSLog(@"super class = %@",[super class]);

----------------------------------------------------------------------
控制台输出:
InterView-obj-isa-class[36796:7048007] self class = MNSubclass
InterView-obj-isa-class[36796:7048007] super class = MNSubclass


感谢小码哥 的精彩演出，文章中如果有说错的地方，欢迎提出，一起学习~




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