iOS 底层探究：类的结构分析

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将实例对象isa进行&运算，可获得类对象的地址。一样在OC中，类也是一个对象。既然是对象，也会存在isa指针，指向他所属的类。这就是咱们所说的元类（MetalClass）。

• 类也是一个对象，也存在isa指针，指向它所属的类。即：元类（MetalClass）
• 元类初探：实例对象isa -> 类isa -> 元类
• 对象的isa为nonpoionter类型，除了类对象地址，isa中包含类信息，因此&运算后地址不一样
• 类的isa为非nonpointer类型，属于纯isa指针，只存储类对象的地址，全部&运算后地址相同

1. isa走位&继承链

1.1 isa走位

• NSObject做为根类，它的isa指向的元类，称为根元类。
• 根元类的地址和XXClass元类isa指向的地址相同。
• XXClass的元类isa，指向的并非NSObject，而是根元类（NSObject的元类）。
• 根元类的isa指向本身。

• 实例对象isa -> 类isa -> 元类isa -> 根元类isa -> 本身
• 根类的实例对象isa -> 根类isa -> 根元类isa -> 本身

1.2 继承链

继承链流程图

• 继承关系只来自于类，对象之间没有这层关系
• 类和元类都存在继承链
• 元类的父类是父类的元类
• 类的继承链：类->父类->根类->nil
• 元类的继承链：元类->父类的元类->根元类->根类->nil
• NSObject做为根类，它才是真正的万物之主，全部类都源于NSObject

1.3 官方流程图

• isa走位：实例对象isa ——>类isa ——>元类isa ——>根元类isa ——>本身
• 类的继承链：类 ——>父类——>根类——>nil
• 元类的继承链：元类——>父类的元类——>根元类——>根类——>nil

2类的结构

2.1源码分析

类也是一个对象，有本身的数据结构，而类的底层来自objc_class结构体，可经过源码分析类的结构，在objc-runtime-new.h中，能够看到objc_class结构体的定义：

struct objc_class : objc_object { 
    objc_class(const objc_class&) = delete; 
    objc_class(objc_class&&) = delete;
    void operator=(const objc_class&) = delete;
    void operator=(objc_class&&) = delete;
    // Class ISA; 
    Class superclass; 
    cache_t cache; // formerly cache pointer and vtable 
    class_data_bits_t bits; // class_rw_t * plus custom rr/alloc flags
    ... 
};
复制代码

从上面的源码定义来看，咱们的类也是一个对象，只是里面比对象多了几个成员变量superclass、cache、bits。

• superclass ：这个就是指向父类的指针。
• cache（cache_t）：经过分析cache_t 的结构，咱们能够得出cache_t这个占用的内存空间为16字节。因此按照内存平移的规则咱们能够知道class_data_bits_t和类首地址之间的差距是32字节（isa：8字节，superclass：8字节，cache：16字节）
• bits（class_data_bits_t）

• superclass为结构体指针，存储父类
• cache为cache_t结构体，存储方法缓存
• bits为class_data_bits_t结构体，存储方法、属性、协议列表等