第十四条:理解“类对象”的用意
Objective-C类是由Class类型来表示的,它实际上是一个指向objc_class结构体的指针。它的定义如下:
typedef struct objc_class *Class;
在中能看到他的实现:
struct objc_class {
Class isa OBJC_ISA_AVAILABILITY; ///< 指向metaClass(元类)
#if !__OBJC2__
Class super_class OBJC2_UNAVAILABLE; ///< 父类
const char *name OBJC2_UNAVAILABLE; ///< 类名
long version OBJC2_UNAVAILABLE; ///< 类的版本信息,默认为0
long info OBJC2_UNAVAILABLE; ///< 类信息,供运行期使用的一些位标识
long instance_size OBJC2_UNAVAILABLE; ///< 该类的实例变量大小
struct objc_ivar_list *ivars OBJC2_UNAVAILABLE; ///< 该类的成员变量链表
struct objc_method_list **methodLists OBJC2_UNAVAILABLE; ///< 方法定义的链表
struct objc_cache *cache OBJC2_UNAVAILABLE; ///< 方法缓存
struct objc_protocol_list *protocols OBJC2_UNAVAILABLE; ///< 协议链表
#endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;
此结构体存放的是类的“元数据”(metadata),例如类的实例实现了几个方法,具备多少实例变量等信息。
这里的isa指针指向的是另外一个类叫做元类(metaClass)。那什么是元类呢?元类是类对象的类。也可以换一种容易理解的说法:
当你给对象发送消息时,runtime处理时是在这个对象的类的方法列表中寻找
当你给类发消息时,runtime处理时是在这个类的元类的方法列表中寻找
我们来看一个很经典的图来加深理解:
可以总结为下:
每一个Class都有一个isa指针指向一个唯一的Meta Class
每一个Meta Class的isa指针都指向最上层的Meta Class,即 NSObject 的 MetaClass,而最上层的 MetaClass 的 isa 指针又指向自己。(包括NSObject的Meta Class的isa指针也是指向的NSObject的Meta Class,也就是自己,这里形成了个闭环)
每一个Meta Class的super class指针指向它原本Class的 Super Class的Meta Class (这里最上层的NSObject的Meta Class的super class指针还是指向自己)
最上层的NSObject Class的super class指向 nil
顾名思义,元类对象即是描述类对象的类,每个类都有自己的元类,也就是结构体objc_class中isa指向的类。Objective-C的类方法是使用元类的根本原因,因为其中存储着对应的类对象调用的方法即类方法。
总结一下实例对象,类对象以及元类对象之间的isa指向和继承关系的规则为:
- 规则一: 实例对象的isa指向该类,类的isa指向元类(metaClass)
- 规则二: 类的superClass指向其父类,如果该类为根类则值为nil
- 规则三: 元类的isa指向根元类,如果该元类是根元类则指向自身
- 规则四: 元类的superClass指向父元类,若根元类则指向该根类