笔记-如何优雅姿势探究类结构（类的底层原理解析）

2019-04-14 本文已影响0人佐_笾

类的底层原理

实例对象、类对象、元类之间的关系

直接上代码，看结果之后解释一下

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思考一下这几个问题：类对象class1、class2、class3打印的地址分别是什么情况？
为什么class4是元类，class5是根元类？

打印结果

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可以看出：
类对象class1、class2、class3的地址是同一个，因为一个对象的类对象只有一个。
object_getClass获取对象的类，类对象存储的位置是哪里？在文章笔记-runtime源码解析之让你彻底了解底层源码里讲述过，它是存在元类中，所以class4为元类，同样class5为根元类。如果还有疑问的话，可以接着往后看，或者评论里留言给笔者。
下面进行一些lldb调试，直接上图

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用person->isa输出了person对象的isa的指向，是ZBPerson这个类，地址是0x6000034232c0，调试的输出的结果和打印输出的结果一致
用命令x 0x6000034232c0输出的是ZBPerson这个类内存的情况，图上说明了，前八字节指的是isa，为什么呢？看下面几段源码

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Class是objc_class类型的

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上面一段源码里可以看出，类的内部结构，前8字节为隐藏属性isa，接着后8字节是superclass，
接着是16字节的cache等等，具体的后面分析。

上面lldb调试过程中也说类，isa为优化过的，每次打印输出的时候，都&上了一个值0x00007ffffffffff8，这又是从哪里得出来的结论呢？请看下面源码：

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嗯，讲述到这里，上面的lldb调试的过程，相信你是可以明白的，其实最终还是回到文章笔记-runtime源码解析之让你彻底了解底层源码里的一幅图

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类结构

直接上源码

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上面源码，我只截图了部分代码，下面其实还有很长，这里不做说明。
isa、superclass、cache在上面简单描述了，这里不再重复，着重看下面，直接看下面代码

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这里有我们熟悉的methods、properties、protocols，往下走

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这里的list_array_tt是一个二级指针型的，存放着我们常用的属性列表、方法列表、协议列表。
上面的截图，我也只截图了一部分，里面有个标红的protected，其实还有着private、public。
这又与我们日常的开发的公有属性、私有属性等等相呼应。

除了methods、properties、protocols，还有一个class_ro_t需要看一下，上源码

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这里有到面试题，看下面代码：

    Class ZBClass = objc_allocateClassPair([NSObject class], "ZBClass", 0);
    // 添加方法--属性
    NSString *name = @"name";
    
    objc_registerClassPair(ZBClass);
    class_addIvar(ZBClass, name.UTF8String, sizeof(id), log2(sizeof(id)), @encode(id));
    
    id zbClass = [ZBClass alloc];
    [zbClass setValue:@"Zuobian" forKey:@"name"];
    NSLog(@"name == %@", [zbClass valueForKey:@"name"]);

上面这段代码，能否正常运行？

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报错指出没有这个key，但是上面代码中确实已经添加，那么只是说明添加失败了，为什么呢？

如果把这两句话颠倒一下，打印查看结果

    class_addIvar(ZBClass, name.UTF8String, sizeof(id), log2(sizeof(id)), @encode(id));
    objc_registerClassPair(ZBClass);

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说明在注册这个函数之前添加Ivar是成功的，回到class_ro_t源码可以看出

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ivar_list_t为const。一旦这个类创建完毕，就不能进行修改.

MachOView查看类结构

先编译运行项目，然后找到可执行文件

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把这个可执行文件拖到MachOView里，下图显示

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然后打印出当前类的地址，通过image list找到首地址，通过计算器算出偏移量

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得到结果0x3FE0，然后到MachOView里查找

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通过lldb调试查看类结构

编译运行下面代码

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得到里类对象以及元类对象的地址。

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通过源码可以知道，我们想要得到class_rw_t *data()，就需要知道class_data_bits_t bits，而要知道class_data_bits_t bits，我们就需要通过类对象的地址进行指针偏移来获得。8字节+8字节+16字节--->移2位便能获取到class_data_bits_t bits。