二：类的内存结构分析
上小节回顾：
*上节课我们介绍实例化对象的内存分部，其中包含了isa指针内存和其属性，其中isa指针中存储了非常重要的shiftCls字节码（33字节or44字节），另外也学到结构体的字节对齐和类对象的字节对齐
本节知识点：
研究学习类本身的内存结构分布
-
开始：
，实例化对象objc1的内存我们知道其首isa指针存储了我们的类信息，并且我们上节内容也得到了证实
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提出猜想：
如果我们继续往下探索，继续探索Cls的内存分部情况呢，我们会得到什么呢
-
研究实施：
我们依次往下进行四个步骤，当发现走到第三部的时候，已经开始循环了
ps:lldb输出语句
x ：查看内存结构 !
x/4gx:输出4条16进制的数据
p:查看地址
p/x:查看16进制的地址
image.png
步骤1：
我们得到类对象的isa内存，并且与面具MASK进行与算，得到 shiftCls信息，并且打印得到我们的LGPerson类
步骤2：
接着我们拿到LGPerson类本身进行内存结构查看，同样的我们通过isa内存与面具MASK进行“与”运算,拿到结果我们输出打印，得到的还是LGPerson,而此时的地址却与第一步得到的不同，那么此isa指针指向的又是什么东西呢？
步骤3：
我们拿到上一步得到的LGPerson类本身进行内存结构查看，同样的我们通过isa内存与面具MASK进行“与”运算,拿到结果我们输出打印，得到的是NSObject，那么此isa指针指向的又是什么东西呢？
步骤4：
我们拿到上一步得到的NSObject类本身进行内存结构查看，同样的我们通过isa内存与面具MASK进行“与”运算,拿到结果我们输出打印，得到的依然是NSObject，而此时的地址却与上一步得到的一模一样,此时isa指针地址指向的又是什么呢。
-
得出结论：
isa的指针流程图：
实例化对象(objc1) ->1. 类（Person）- > 2.元类（Person）-> 3.根元类（NSObject） ->4.根元类（NSObject）
属性&成员变量&实例变量
@interface LGPerson : NSObject
{
NSString* interst;
}
@property (nonatomic, copy) NSString *nickName;
@property (nonatomic, strong) NSString *name;
//实例化方法
- (void)test_InstanceMethod;
//类方法
+ (void)test_ClassMethod;
@end
属性&成员变量&实例变量的区别:
属性 = 带下划线成员变量 + setter + getter ⽅法
实例变量 : 特殊的成员变量 (类的实例化)
小节课题：通过lldb来获取类的属性和方法：
@interface LGPerson : NSObject
{
NSString* interst;
}
@property (nonatomic, copy) NSString *nickName;
@property (nonatomic, strong) NSString *name;
//实例化方法
- (void)test_InstanceMethod;
//类方法
+ (void)test_ClassMethod;
@end
-
step1:首先分析源码来得到类的内存结构 源码分析
objc_object:
struct objc_object {
Class _Nonnull isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};
objc_class:
struct objc_class : objc_object {
// Class ISA;
Class superclass;
cache_t cache; // formerly cache pointer and vtable
class_data_bits_t bits; // class_rw_t * plus custom rr/alloc flags
class_rw_t *data() const {
return bits.data();
}
void setData(class_rw_t *newData) {
bits.setData(newData);
}
void setInfo(uint32_t set) {
ASSERT(isFuture() || isRealized());
data()->setFlags(set);
}
.
.//此处省略（以上才是重点）
.
}
:
struct class_rw_t {
// Be warned that Symbolication knows the layout of this structure.
uint32_t flags;
uint16_t witness;
#if SUPPORT_INDEXED_ISA
uint16_t index;
#endif
explicit_atomic<uintptr_t> ro_or_rw_ext;
Class firstSubclass;
Class nextSiblingClass;
.
.//此处省略
.
const class_ro_t *ro() const {
auto v = get_ro_or_rwe();
if (slowpath(v.is<class_rw_ext_t *>())) {
return v.get<class_rw_ext_t *>()->ro;
}
return v.get<const class_ro_t *>();
}
void set_ro(const class_ro_t *ro) {
auto v = get_ro_or_rwe();
if (v.is<class_rw_ext_t *>()) {
v.get<class_rw_ext_t *>()->ro = ro;
} else {
set_ro_or_rwe(ro);
}
}
const method_array_t methods() const {
auto v = get_ro_or_rwe();
if (v.is<class_rw_ext_t *>()) {
return v.get<class_rw_ext_t *>()->methods;
} else {
return method_array_t{v.get<const class_ro_t *>()->baseMethods()};
}
}
const property_array_t properties() const {
auto v = get_ro_or_rwe();
if (v.is<class_rw_ext_t *>()) {
return v.get<class_rw_ext_t *>()->properties;
} else {
return property_array_t{v.get<const class_ro_t *>()->baseProperties};
}
}
const protocol_array_t protocols() const {
auto v = get_ro_or_rwe();
if (v.is<class_rw_ext_t *>()) {
return v.get<class_rw_ext_t *>()->protocols;
} else {
return protocol_array_t{v.get<const class_ro_t *>()->baseProtocols};
}
}
};
初步小结：
取属性： objc_class -> class_data_bits_t -> class_rw_t -> properties
取方法： objc_class -> class_data_bits_t -> class_rw_t -> methods
image.png
-
step2:手动操作实现
image.png
分析：
step1:拿到LGPerson的类内存分部，即objc_class的内存，
step2:内存地址指针平移“32”字节0x0000000100002258>0x0000000100002278，即取到了class_data_bits_t的字节内存，注意这里为什么是平移32字节，其原因是因为 Class ISA + Class superclass + cache_t cache 为32字节,再利用指针平移的思路，即能拿到 class_data_bits_t的首地址指针 **
step3:取出class_rw_t内容
step4:取出properties内容
step5:取出properties的list内容
step6:取出list中的第0个位置的属性
step7:取出list中的第1个位置的属性
step8:取出list中的第2个位置的属性,程序发生崩溃，我们发现并没有把成员变量interest取出来，思考？？？？
image.png
分析：
step1:取出class_rw_t中的methods内容
step2:取出methods的list内容
step3:取出list中的第0个位置的属性**
step4:取出list中的第1个位置的属性
.
.
.
思考：我们发现打印中并没有找到类方法 "test_ClassMethod" ????
问题解决：1.成员变量到底在哪查看呢？
我们可以objc_class -> class_data_bits_t -> class_rw_t -> ro -> ivars中查找
image.png
image.png
总结：
在 "ivars" 中，我们既可以找到成员变量 也可以找到 属性 成员
问题解决：2.类方法到底在哪查看呢？
猜想：
是不是类方法根本就不存在 类 内存中呀
辅助工具：
MachOView： 查看编译内存中是否存在类方法
image.png
事实证明：类方法确实存在
好了 不兜圈子了，那我们如何找到呢😺
-
骚操作猜想：既然我们的类方法不存在与该
类的内存中，那么我们是否可以去该类的元类中去找找呢,话不多说，动手,
image.png
step1:取到LGPerson 的 元类
.....
step7:类方法已经获取到
总结：对象方法存在类里面，类方法存在元类里面
猜想成功、大功告成✿✿ヽ(°▽°)ノ✿
课外扩展：
指针平移:
int c[4] = {1,2,3,4};
int* x = c ;
for (int i = 0; i < 4 ; i++) {
int d = c[i];
//等价于
int b = *(x+i);
NSLog(@"%d",d);
NSLog(@"%d",b);
}
输出语句一模一样，即验证了指针平移的操作！！！
