底层原理：isa和superclass

2022-02-27 本文已影响0人飘摇的水草

OC的每个对象中都会有一个isa指针，每个类中都会有一个superclass指针，那么它们有什么用？实例对象，类对象，元类对象之间又有什么联系呢？

首先我们准备一个继承自NSObject的JJPerson类，定义一个对象方法和一个类方法，然后我们分别调用这两个方法。

类方法实际在元类对象中而不是类中，对象方法实际存放在类对象中而不是实例对象中，那它们分别是怎么调用到并没有存放在自身的东西呢？这时候就是isa指针发挥作用了。

如上图所示：

我们把问题变得稍微复杂一些，我们为JJPerson增加一个子类JJStudent，同样顺手为它准备一个对象方法和一个类方法。

正如我们所知，student继承自person，它是可以调用父类的方法的。

但是Person的对象方法和类方法都是存放在Person的类对象和元类对象中，Student的类和实例对象是怎么调用它们的呢？这样的情况下isa指针看起来已经不能满足我们的需求了，那这时候就需要superclass指针。

当Student的instance对象要调用Person的对象方法时，会先通过isa找到Student的class，然后通过superclass找到Person的class，最后找到对象方法的实现进行调用

当Student的class要调用Person的类方法时，会先通过isa找到Student的meta-class，然后通过superclass找到Person的meta-class，最后找到类方法的实现进行调用

这张经典的图相信很多iOS开发者都看过，它很好地指出了isa和superclass在OC对象之间所担任的联系

综合我们上面提到的例子，我们可以为这张图加上备注方便理解

总结如下：

前面我们提到，在OC对象中实例对象的isa是指向类对象，类对象的isa指向元类对象，这样我们可以通过isa把OC中的三种对象联系起来。那么，isa是怎么实现的呢？实例对象的isa直接存放着类对象的地址，类对象的isa直接存放元类对象的地址吗？

在控制台可以通过以下命令来查看对象的isa指针：

(1ldb) p person–>isa
(Class) $0 = MJPerson

如果想要看isa的地址值可以通过强转的方式：

(1ldb) p (long)person->isa
(1ong) S1 = 8303516187936969

这样输出的地址值是十进制的，通过下面命令可以输出十六进制的地址值：

(11db) p/x (long)person->isa
(1ong) S2 = 8x801d8001000014c9

那么实例对象是怎么通过isa来找到类对象的呢？这里就不得不提一个ISA_MASK的东西，我们还是从源码寻找答案。

有了ISA_MASK后我们可以看到看到，person的isa通过和ISA_MASK进行一次位运算后，得出的值就是我们JJPerson类对象在内存中的值。同理类对象和元类对象我们也可以去证明。不过我们直接尝试去获取类对象的isa时，会发现并不能直接获取到，因为Xcode提示说它并不认为这是一个结构体

其实这个问题不难解决，因为我们可以看到objc_class的结构，那么我们可以定义一个和它一样的结构体来获取isa

这也证明了，我们OC对象中的isa并不是直接存放所指向对象的地址值，而是需要通过和ISA_MASK进行一次位运算才能得出真实地址。