iOS中的类、元类以及isa示例详解
更新时间：2018年01月11日 10:17:11 作者：FlyOceanFish
从初学OC的时候就听人提起过OC对象中的isa指针，用来指向对象所属的类，从而可以在调用方法时通过isa指针找到相应的方法和属性，下面这篇文章主要给大家介绍了关于iOS中类、元类以及isa的相关资料，需要的朋友可以参考借鉴，下面来一起学习学习吧。
前言
对于类相信大家都知道是什么，如果看过runtime的源码或者看过相关的文章对isa肯定也不陌生，不过元类(meta class)大家可能就比较陌生了。不过大家也不要担心，我会细细道来，让大家明白它到底是个什么东西。
先看一段大家非常熟悉的代码：
Person *person = [[Person alloc] init];
为什么Person类名就能调用到alloc方法吗？到底怎么找到了alloc的方法了呢？
1.首先，在相应操作的对象中的缓存方法列表中找调用的方法，如果找到，转向相应实现并执行。
2.如果没找到，在相应操作的对象中的方法列表中找调用的方法，如果找到，转向相应实现执行
3.如果没找到，去父类指针所指向的对象中执行1，2.
4.以此类推，如果一直到根类还没找到，转向拦截调用，走消息转发机制。
5.如果没有重写拦截调用的方法，程序报错。
上边是我从网上一篇文章摘录的查找alloc的方法的大体过程。如果是实例方法(声明以`-`开头)这个描述的换个过程还是可以的，不过如果是类方法（声明以`+`开头比如`alloc`方法）还是有所欠缺的！
元类
`元类`也是类，是描述`Class `类对象的类。
Class aclass = [Person class];
>一切皆对象。每一个对象都对应一个类。 `Person` 类就是`person`变量对象的类,换句话说就是`person`对象的isa指向`Person`对应的结构体的类;`aclass`也是对象，描述它的类就是元类，换句话说`aclass`对象的isa指向的就是`元类`。
**元类保存了类方法的列表**。当一个类方法被调用时,元类会首先查找它本身是否有该类方法的实现,如果没有则该元类会向它的父类查找该方法,直到一直找到继承链的头。（回答文章上边查找方法所欠缺的地方）
这张图是非常精髓的，直接诠释了元类和isa。大家可以一边阅读本文，一边回忆此图，多看几遍。
上边都是概念性质偏多，不知道大家理解的如何。现在看一个实例来具体介绍上边的内容。
代码示例
// Created by FlyOceanFish on 2018/1/9.
// Copyright © 2018年 FlyOceanFish. All rights reserved.
//
#import #import @interface Person: NSObject
@end
@implementation Person
+ (void)printStatic{
}
- (void)print{
NSLog(@"This object is %p.", self);
NSLog(@"Class is %@, and super is %@.", [self class], [self superclass]);
const char *name = object_getClassName(self);
Class metaClass = objc_getMetaClass(name);
NSLog(@"MetaClass is %p",metaClass);
Class currentClass = [self class];
for (int i = 1; i < 5; i++)
{
NSLog(@"Following the isa pointer %d times gives %p", i, currentClass);
unsigned int countMethod = 0;
NSLog(@"---------------**%d start**-----------------------",i);
Method * methods = class_copyMethodList(currentClass, &countMethod);
[self printMethod:countMethod methods:methods ];
NSLog(@"---------------**%d end**-----------------------",i);
currentClass = object_getClass(currentClass);
}
NSLog(@"NSObject's class is %p", [NSObject class]);
NSLog(@"NSObject's meta class is %p", object_getClass([NSObject class]));
}
- (void)printMethod:(int)count methods:(Method *) methods{
for (int j = 0; j < count; j++) {
Method method = methods[j];
SEL methodSEL = method_getName(method);
const char * selName = sel_getName(methodSEL);
if (methodSEL) {
NSLog(@"sel------%s", selName);
}
}
}
@end
@interface Animal: NSObject
@end
@implementation Animal
- (void)print{
NSLog(@"This object is %p.", self);
NSLog(@"Class is %@, and super is %@.", [self class], [self superclass]);
const char *name = object_getClassName(self);
Class metaClass = objc_getMetaClass(name);
NSLog(@"MetaClass is %p",metaClass);
Class currentClass = [self class];
for (int i = 1; i < 5; i++)
{
NSLog(@"Following the isa pointer %d times gives %p", i, currentClass);
currentClass = object_getClass(currentClass);
}
NSLog(@"NSObject's class is %p", [NSObject class]);
NSLog(@"NSObject's meta class is %p", object_getClass([NSObject class]));
}
@end
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
Person *person = [[Person alloc] init];
Class class = [Person class];
[person print];
// printf("--------------------------------
");
// Animal *animal = [[Animal alloc] init];
// [animal print];
}
return 0;
}
这个示例有两部分功能：
1. 大家只看`Person`的演示功能即可。
2. 观察Person和Animal两个对象的打印(打印方法名的可以注释掉，将main方法中的代码注释打开)
`Person`的演示功能(不打印方法名称)
This object is 0x100408400. Class is Person, and super is NSObject. MetaClass is 0x100001328 Following the isa pointer 1 times gives 0x100001350 Following the isa pointer 2 times gives 0x100001328 Following the isa pointer 3 times gives 0x7fffb9a4f0f0 Following the isa pointer 4 times gives 0x7fffb9a4f0f0 NSObject's class is 0x7fffb9a4f140 NSObject's meta class is 0x7fffb9a4f0f0
我们来观察isa到达过的地址的值：
- 对象的地址是 0x100408400.
- 类的地址是 0x100001350.
- 元类的地址是 0x100001328.
- 根元类（NSObject的元类）的地址是 0x7fffb9a4f0f0.
对于本次打印我们可以做出以下结论（可以再去看一遍上边那张精髓的图）：
- 对于3、4次打印相同，就是因为NSObject元类的类是它本身.
- 我们在实例化对象的时候，其实是创建了许多对象，这就是我们说的类簇。也对应了我们在用runtime创建类的时候`objc_allocateClassPair(xx,xx)`中是`ClassPair`而不是`bjc_allocateClass`
- 通过地址的大小也可以看出对象实例化先后，地址越小的越先实例化
- 很好的诠释了上边那张精髓图isa的指向
- NSObject的两个地址都非常大（哈哈哈哈哈！为什么非常大啊？？接下往下看）
`Person`的演示功能(打印方法名称)
Class is Person, and super is NSObject. MetaClass is 0x100002378 Following the isa pointer 1 times gives 0x1000023a0 ---------------**1 start**----------------------- sel------printMethod:methods: sel------print ---------------**1 end**----------------------- Following the isa pointer 2 times gives 0x100002378 ---------------**2 start**----------------------- sel------printStatic ---------------**2 end**----------------------- Following the isa pointer 3 times gives 0x7fffb9a4f0f0 ---------------**3 start**-----------------------
我只把重要的复制出来了，`NSObject`的所有的方法名没有复制出来，在此处不是重要的。
此次打印结果的结论：
类方法(静态方法)是存储在元类中的
观察Person和Animal两个对象的打印
This object is 0x100508e70. Class is Person, and super is NSObject. MetaClass is 0x100001338 Following the isa pointer 1 times gives 0x100001360 Following the isa pointer 2 times gives 0x100001338 Following the isa pointer 3 times gives 0x7fffb9a4f0f0 Following the isa pointer 4 times gives 0x7fffb9a4f0f0 NSObject's class is 0x7fffb9a4f140 NSObject's meta class is 0x7fffb9a4f0f0 -------------------------------- This object is 0x100675ed0. Class is Animal, and super is NSObject. MetaClass is 0x100001388 Following the isa pointer 1 times gives 0x1000013b0 Following the isa pointer 2 times gives 0x100001388 Following the isa pointer 3 times gives 0x7fffb9a4f0f0 Following the isa pointer 4 times gives 0x7fffb9a4f0f0 NSObject's class is 0x7fffb9a4f140 NSObject's meta class is 0x7fffb9a4f0f0 Program ended with exit code: 0
此次打印的结论：
- `Animal`相关打印的地址都比`Person`的大。再次诠释了栈是由大往小排列的。栈口在最小的地方
- `Animal`和`Person`的`NSObject`的两个地址一样。(知道为什么大了吗？其实就是保证这两个地址足够大，以致于永远在栈中。这样整个程序中其实就是存在一个，有点像单例的意思)
总结
以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对脚本之家的支持。
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