深入剖析OC Runtime(一) - Class MetaCl

概要

Runtime是OC里面最牛逼的特点之一，所以对它的原理要知道一些，才能更好的去理解运行代码背后的一些原理。我们不能简单的只是知道

[self doSomeTest: var]; 

而是要知道

objc_msgSend(self,@selector(doSomeTest:),var); 

OC Runtime是开源的，源码地址.

运行时的特点

Objective-C是运行时的语言，通过编译和链接在执行的时候可以做一些决定，比如交互实现函数，动态增加成员变量。
下面看一个objc_class, objc_object定义：

typedef struct objc_class *Class;
typedef struct objc_object {
    Class isa;
} *id; 

所有的objc_object都有一个isa指针，在运行时会通过这个指针找到对象所属的类及能响应的方法。

block也是对象

block的结构：

struct Block_literal_1 {
    void *isa; // initialized to &_NSConcreteStackBlock or &_NSConcreteGlobalBlock
    int flags;
    int reserved; 
    void (*invoke)(void *, ...);
    struct Block_descriptor_1 {
 unsigned long int reserved; // NULL
     unsigned long int size;  // sizeof(struct Block_literal_1)
 // optional helper functions
     void (*copy_helper)(void *dst, void *src);
     void (*dispose_helper)(void *src); 
    } *descriptor;
    // imported variables
}; 

block可以看成对象，它也有运行时的特点。

函数实现

IMP是一个函数指针：

typedef id (*IMP)(id self,SEL _cmd,...);

一个基本的类的实现一般会写上变量，方法名，实际上在Runtime，处理的东西要复杂的多：

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

可以看到，一个类对它的父类，它的名称、实例变量、方法、缓存、遵从的协议。当向这个类及它的实例发送消息时，Runtime需要这些信息。

类也是对象

在OC中，一切皆是对象，Class也是对象，Class对应的类是MetaClass。当对一个类做alloc时，实际上对这个类对象发送了一条消息，这个类对象是它的MetaClass的实例，这个MetaClass又是root MetaClass的实例。所有的MetaClass的父类是root MetaClass，所有MetaClass里有类方法。isa指针及继承关系如下图：

class-diagram.jpg

以NSObject做为父类

当alloc一个类的实例时，这样:

MyObject *object = [[MyObject alloc] init];

一个新的isa实例初始成描述这个类的数据结构，所有其它实例变量申请内存空间后，被置为初值0。继承自NSObject，不只是继承一些属性，还继承了更容易在内存中alloc和create的对象，并且对象的数据结构及类的大小正是Runtime所需要的。

微信公众号

开发者思维 devthinking

QQ交流群：295976280

iOS交流群（一）群二维码.png