Runtime的定义

runtime基本作用

• 在程序运行过程中，动态的创建类，动态添加、修改这个类的方法和属性
• 遍历一个类的所有成员变量、属性、方法
• 消息传递、转发

runtime源码
平时的业务主要使用 官方api解决框架性的需求

对象，类对象，元类对象

• 类对象存储实例方法列表等信息
• 元类对象存储类方法列表等信息

类对象(objc_class)对象结构体

类对象存储实例方法列表等信息

typedef struct objc_class *Class;

OC类是由Class类型表示的，它实际上是一个指向objc_class结构体的指针
查看 objc/runtime.h 中objc_class结构体的定义如下：

struct objc_class{
  
 Class _Nonnull isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;

#if !__OBJC2__
    Class _Nullable super_class                              OBJC2_UNAVAILABLE;
    const char * _Nonnull name                               OBJC2_UNAVAILABLE;
    long version                                             OBJC2_UNAVAILABLE;
    long info                                                OBJC2_UNAVAILABLE;
    long instance_size                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_ivar_list * _Nullable ivars                  OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_method_list * _Nullable * _Nullable methodLists                    OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_cache * _Nonnull cache                       OBJC2_UNAVAILABLE;
    struct objc_protocol_list * _Nullable protocols          OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif

}OBJC2_UNAVAILABLE;

struct objc_class 结构体定义很多变量
结构体里保存了指向父类的指针、类的名字、版本、实例大小、实例变量列表、方法列表、缓存、遵守的协议列表等

• ivars 类中包含所有属性的列表
• cache 主要用于缓存使用过的方法，为了提高了程序方法的运行效率，当我们使用这个类的方法时先判断cache是否为空，为空从methodLists找到调用，并保存到cache，不为空先从cache中找方法，如果找不到在去methodLists
• protocols 列表，这个类都遵守了哪些协议。

一个类就包含以上信息，所以类对象就是一个结构体 struct objc_class,这个结构体存放的数据称为元数据（metadata），
该结构体的第一个成员变量也是isa指针，说明Class本身也是一个对象，因此我们称为类对象，类对象在编译期产生用于创建实例对象，是单例

实例对象(objc_object)

元类对象存储类方法列表等信息

/// Represents an instance of a class.
struct objc_object {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
};

/// A pointer to an instance of a class.
typedef struct objc_object *id;

类对象中的元数据存储的都是如何创建一个实例的相关信息，那么类对象和类方法应该从哪里创建呢？
就是从isa指针指向的结构体创建，类对象的isa指针指向元类（metaclass），元类中保存了创建类对象和类方法所需的所有信息，结构图如下所示：

结构图

元类（Meta Class）

通过上图看出：

• struct objc_object结构体实例它的isa指针指向类对象，类对象的isa指针指向了元类
• super_class指针指向了父类的类对象，而元类的super_class指针指向了父类的元类
• 元类的isa指针又指向了自己
• 元类(Meta Class)是一个类对象的类

元类(Meta Class)是一个类对象的类。
在上面我们提到，所有的类自身也是一个对象，我们可以向这个对象发送消息(即调用类方法)。
为了调用类方法，这个类的isa指针必须指向一个包含这些类方法的一个objc_class结构体。这就引出了meta-class的概念，元类中保存了创建类对象以及类方法所需的所有信息。
任何NSObject继承体系下的meta-class都使用NSObject的meta-class作为自己的所属类，而基类的meta-class的isa指针是指向它自己。

所以类就是多个结构体组合的一个集合体