OC底层_类结构分析

类和类结构分析

类的分析

元类

在如下代码中断点调试：

int main(int argc, char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        LGPerson *person = [LGPerson alloc];
        LGTeacher *teacher = [LGTeacher alloc];
        
//        Class class = object_getClass([LGPerson alloc]);

        NSLog(@"......%@...%@..",person,teacher);
    }
    return 0;
}

(lldb) x/4gx person
0x6000019303e0: 0x0000000100ea96f8 0x0000000000000000
0x6000019303f0: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
(lldb) p/x 0x0000000100ea96f8 & 0x00007ffffffffff8ULL
(unsigned long long) $1 = 0x0000000100ea96f8
(lldb) po 0x0000000100ea96f8
LGPerson

元类是系统给的，其定义和创建都是由编译器完成，在这个过程中，类的归属来自于元类

元类是类对象的类，每个类都有一个独一无二的元类用来存储类方法的相关信息`。

元类本身是没有名称的，由于与类相关联，所以使用了同类名一样的名称

• 对象 的 isa 指向 类（也可称为类对象）
• 类 的 isa 指向 元类
• 元类 的 isa 指向 根元类，即NSObject
• 根元类 的 isa 指向 它自己

img

元类的说明

NSObject 分析

根元类是NSObject , 那根元类到底有几个？

验证方式一

通过 lldb 命令

(lldb) x/4gx person.class
0x100ea96f8: 0x0000000100ea96d0 0x0000000101787200
0x100ea9708: 0x0000600000c2c3c0 0x0002802400000003
(lldb) x/4gx 0x0000000100ea96d0
0x100ea96d0: 0x00000001017871d8 0x00000001017871d8
0x100ea96e0: 0x0000600003714400 0x0001c03500000007
(lldb) p/x 0x00000001017871d8 & 0x00007ffffffffff8ULL
(unsigned long long) $7 = 0x00000001017871d8
(lldb) po 0x00000001017871d8
NSObject

验证方式二

通过代码验证

Class class1 = [LGPerson class];
        Class class2 = [LGPerson alloc].class;
        Class class3 = object_getClass([LGPerson alloc]);
        
        NSLog(@"class...\n %p \n %p \n %p",class1,class2,class3);
        
        
打印结果：        
2020-09-14 17:02:35.668333+0800 test[8581:8170698] class...
 0x10ee85700 
 0x10ee85700 
 0x10ee85700

所以 NSObject 只存有一份

对象，类，元类，根元类的关系

isa 指向关系

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）
根元类（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

继承关系

类 之间 的继承关系：

• 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，即无中生有

元类也存在继承，元类之间的继承关系如下：

• 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

objc_class 和 objc_object

源码分析

使用clang编译main.m文件

struct NSObject_IMPL {
    Class isa;
};

typedef struct objc_class *Class;

在objc4源码中搜索objc_object

struct objc_object {
    Class _Nonnull isa __attribute__((deprecated));
};

两者关系

img

内存偏移

普通指针

img

对象指针

img

数组指针

img

类信息

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
}

相关属性

    isa属性：继承自objc_object的isa，占 8字节

    superclass 属性：Class类型，Class是由objc_object定义的，是一个指针，占8字节

    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

    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

cachat_t

bits

img

property_list

img

methods_list

img

参考 ：
链接：https://www.jianshu.com/p/873e530a0995