五、isa走位 和 类结构分析
先附上经典图, 表示敬畏😸
看了好多遍的isa走位图
isa的走位
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实例对象（Instance of Subclass）的isa指向 类（class） -
类对象（class） isa指向元类（Meta class） -
元类（Meta class）的isa指向根元类（Root metal class -
元类（Root metal class）的isa指向它自己本身，形成闭环，这里的根元类就是NSObject
superclass(继承关系)走位
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类（subClass） 继承自父类（superClass） -
父类（superClass）继承自根类（RootClass ），此时的根类是指NSObject -
根类继承自nil，所以根类即NSObject可以理解为万物起源 -
子类的元类（metal SubClass）继承自父类的元类（metal SuperClass） -
父类的元类（metal SuperClass ）继承自根元类（Root metal Class -
根元类（Root metal Class）继承于根类（Root class ），此时的根类是指NSObject
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【注意】
实例对象之间没有继承关系，类之间有继承关系*
分析
LGPerson
@interface LGPerson : NSObject
+ (void)sayHello;
- (void)say666;
@end
#import "LGPerson.h"
@interface LGPerson ()
@property (nonatomic, copy) NSString *name;
@end
@implementation LGPerson{
NSString *_hobby;
}
+ (void)sayHello{
NSLog(@"sayHello");
}
- (void)say666{
NSLog(@"say666");
}
@end
LGTeacher 继承LGPerson
#import "LGPerson.h"
@interface LGTeacher : LGPerson
@end
#import "LGTeacher.h"
@implementation LGTeacher
@end
LGPerson *person = [LGPerson alloc];
LGTeacher *teacher = [LGTeacher alloc];
NSLog(@"Hello, Person! %@",person);
NSLog(@"Hello, Teacher! %@",teacher);
图片.png
图片.png
p/x: 打印person首地址
x/4gx:查看person内存情况: 第一个为isa指针地址
指针地址&0x00007ffffffffff8ULL: 获取类信息
isa走位
person -> LGPerson ->LGPerson(元类)->NSObject(根元类)->NSObject
类结构分析
LGPerson继承至NSObject
@interface NSObject <NSObject> {
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wobjc-interface-ivars"
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#pragma clang diagnostic pop
}
NSObject的底层编译是NSObject_IMPL结构体，
其中 Class是isa指针的类型，是由objc_class定义的类型，
而objc_class是一个结构体。在iOS中，所有的Class都是以 objc_class为模板创建的`
struct NSObject_IMPL {
Class isa;
};
typedef struct objc_class *Class;
查看源码已经被废除
图片.png
不过可以根据最后一行注释(/* Use
Class instead of struct objc_class * */)找到目前所用的class
图片.png
同理可查出 objc_class的父类objc_object
图片.png
【问题】objc_class 与 objc_object 有什么关系？
通过上述的源码查找以及main.cpp中底层编译源码，有以下几点说明：
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结构体类型
objc_class继承自objc_object类型，其中objc_object也是一个结构体，且有一个isa属性，所以objc_class也拥有了isa属性 -
mian.cpp底层编译文件中，
NSObject中的isa在底层是由Class定义的，其中class的底层编码来自objc_class类型，所以NSObject也拥有了isa属性 -
NSObject是一个类，用它初始化一个实例对象objc，objc 满足objc_object的特性（即有isa属性），主要是因为isa是由NSObject从objc_class继承过来的，而objc_class继承自objc_object，objc_object有isa属性。所以对象都有一个isa，isa表示指向，来自于当前的objc_object -
objc_object（结构体）是 当前的根对象，所有的对象都有这样一个特性objc_object，即拥有isa属性
【百度面试题】objc_object 与 对象的关系
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所有的
对象都是以objc_object为模板继承过来的 -
所有的对象 是 来自
NSObject（OC） ，但是真正到底层的 是一个objc_object（C/C++）的结构体类型
【总结】 objc_object 与 对象的关系 是 继承关系
总结
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所有的
对象+类+元类都有isa属性 -
所有的
对象都是由objc_object继承来的 -
简单概括就是
万物皆对象，万物皆来源于objc_object，有以下两点结论：-
所有以
objc_object为模板 创建的对象，都有isa属性 -
所有以
objc_class为模板，创建的类，都有isa属性
-
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在结构层面可以通俗的理解为
上层OC与底层的对接：-
下层是通过结构体定义的模板，例如objc_class、objc_object -
上层是通过底层的模板创建的 一些类型，例如CJLPerson
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objc_class、objc_object、isa、object、NSObject等的整体的关系，如下图所示
image
到底类中有哪些信息呢?
根据前文提及的objc_class 的新版定义（objc4-781版本）如下，有以下几个属性
struct objc_class : objc_object {
// Class ISA; //8字节
Class superclass; //Class 类型 8字节
cache_t cache; // formerly cache pointer and vtable
class_data_bits_t bits; // class_rw_t * plus custom rr/alloc flags
//....方法部分省略，未贴出
}
可以通过地址偏移获取bits里面的类信息, 首先我们还需要知道地址的偏移量
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isa: objc继承至objc_object, 所以也包含一个isa指针,继承自objc_object的isa，占 8字节
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superclass 属性：Class类型，Class是由objc_object定义的，是一个指针，占8字节
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cache属性：简单从类型class_data_bits_t目前无法得知，而class_data_bits_t是一个结构体类型，结构体的内存大小需要根据内部的属性来确定，而结构体指针才是8字节
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bits属性：只有首地址经过上面3个属性的内存大小总和的平移，才能获取到bits
struct cache_t {
#if CACHE_MASK_STORAGE == CACHE_MASK_STORAGE_OUTLINED
explicit_atomic<struct bucket_t *> _buckets; // 是一个结构体指针类型，占8字节
explicit_atomic<mask_t> _mask; //是mask_t 类型，而 mask_t 是 unsigned int 的别名，占4字节
#elif CACHE_MASK_STORAGE == CACHE_MASK_STORAGE_HIGH_16
explicit_atomic<uintptr_t> _maskAndBuckets; //是指针，占8字节
mask_t _mask_unused; //是mask_t 类型，而 mask_t 是 uint32_t 类型定义的别名，占4字节
#if __LP64__
uint16_t _flags; //是uint16_t类型，uint16_t是 unsigned short 的别名，占 2个字节
#endif
uint16_t _occupied; //是uint16_t类型，uint16_t是 unsigned short 的别名，占 2个字节
获取bits
所以有上述计算可知，想要获取bits的中的内容，只需通过类的首地址平移32字节即可
以下是通过lldb命令调试的过程
图片.png
也可以打印属性列表
图片.png
以及存在ro里面的ivars
图片.png
class_rw_t中的一部分重要信息
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