探秘isa指针

我们都知道OC对象分为三类,分别是:
instance对象(实例对象)
class对象(类对象)
meta-class对象(元类对象)
那这三类对象之间存在着某种联系呢?

instance对象

instance对象就是通过类alloc出来的对象,每次调用alloc都会产生新的instance对像

`example`：
NSObject  *obj1 = [[NSObject alloc] init];
NSObject  *obj2 = [[NSObject alloc] init];

obj1和 obj2就是NSObject的instance对象,并且他们是两个不同的对象，分别占据了两块不同的内存,那么它们在内存中又如何分配的呢？我们可以通过clang编译器将OC代码转换成C\C++语言

xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc OC源文件 -o 输出的cpp文件

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从而我们发现Personal对象里面包含NSObject_IMPL和一些其他成员变量，关于NSObject_IMPL在https://www.jianshu.com/p/73745a984209文章中已经赘述。

故instance对象对象里面包含isa指针和一些其他成员变量

class对象

class对象可以通过[instance class]获得，或者通过objc/runtime.h中的object_getClass(id _Nullable obj)获得

`example`：
 Class  *objClass1 = [obj1 class];
 Class  *objClass2 = [obj1 class];
 Class *objClass3 = object_getClass(object1);
 Class *objClass4 = object_getClass(object2);

objClass1 ~ objClass4都是class对象,并且他们都是同一个对象,每个类在内存中有且只有一个class对象
我们通过objc源码可知，Class对象主要包括这些信息

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故class对象对象里面包含isa指针、 superclass指针、类的属性信息、对象方法、协议以及成员变量信息

meta-class对象

meta-class对象只能通过objc/runtime.h中的object_getClass(id _Nullable obj)获得,而不能通过[[instance class] class]获得

`example`：
 Class *objMetaClass = object_getClass([NSObject class]);

objMetaClass是NSObject的meta-class对象,并且每个类中有且只有一个meta-class对象
因为meta-class对象和class对象都是返回Class对象，故他们的内存结构是相同的,但是它们的用途确实不一样的。

故class对象对象里面包含isa指针、 superclass指针、类的类方法信息....

我们都知道instance对象调用的是实例方法(减方法),class对象调用的是类方法(加方法),但是它们之间如何是联系起来的呢？

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从上图我们看出personan->isa指针的地址指向的personClass2的内存地址,而personClass2->isa指针指向的是personMetaClass的内存地址(注:从64bit开始，isa需要进行一次位运算，才能计算出真实地址)

分析得知:
instance的isa指向class,当调用对象方法时，通过instance的isa找到class,最后找到对象方法的实现进行调用
class的isa指向meta-class
当调用类方法时,通过class的isa找到meta-class,最后找到类方法的实现进行调用

因此我们可以通过下面这张图做个总结:

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instance的isa指向class
class的isa指向meta-class
meta-class的isa指向基类的meta-class
class的superclass指向父类的class
如果没有父类,superclass指针为nil
meta-class的superclass指向父类的meta-class
基类的meta-class的superclass指向基类的class