iOS Sharing #01 | 2019-03-23

目录

一、Runtime存在的意义是什么?

二、根元类的isa指针指向谁?

三、根元类的superClass指针指向谁？

四、函数四要素都是什么？

五、实例方法去哪里找？

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一、Runtime存在的意义是什么？

答：Objective-C 是一门动态语言，它会将一些工做放在代码运行时才处理而并不是编译时。也就是说，有不少类和成员变量在咱们编译的时是不知道的，而在运行时，咱们所编写的代码会转换成完整的肯定的代码运行。所以，只有编译器是不够的，咱们还须要一个运行时系统(Runtime system)来处理编译后的代码。 这就是 Objective-C Runtime 系统存在的意义，它是整个Objc运行框架的一块基石。

平时编写的OC代码，底层都是由他实现的，如：

[receiver message];
//底层运行时会被编译器转化为：
objc_msgSend(receiver, selector)
//若是其还有参数好比：
[receiver message:(id)arg...];
//底层运行时会被编译器转化为：
objc_msgSend(receiver, selector, arg1, arg2, ...)

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二、根元类的isa指针指向谁？

答： 见下一问

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三、根元类的superClass指针指向谁？

答：这两题一块儿回答。首先看下图：

先说几个概念：
1）supercalss : 父类
2）subclass: 子类
3）isa : 概念很差说，官方文档说的也不清晰。做用是根据 isa 指针就能够找到对象所属的类，可是isa指针在代码运行时并不总指向实例对象所属的类型，因此不能依靠它来肯定类型，要想肯定类型仍是须要用对象的 -class 方法。（PS:KVO 的实现机理就是将被观察对象的isa指针指向一个中间类而不是真实类型。）
4）class : 类，一个运行时类中关联了它的父类指针、类名、成员变量、方法、缓存以及附属的协议。（一个实例对象是一个类的实例）
5）meta class :元类，Objc 类自己也是一个对象 ，类对象所属的类就叫作元类（一个类是元类的实例）

第一列是类的实例变量，如：[Person new]或者[[Person alloc] init]出来的对象；
第二列是类自己，存放父类指针、类名、成员变量、方法、缓存以及附属的协议的信息；
第三列是元类

• 1）isa路线：
  • 实例对象的isa指向Class
  • Class的isa指向Meta Class
  • Meta Class的isa指向根元类Root Meta Class
  • 根元类的isa指向本身
    
• 2）superclass路线：
  
  • 实例对象没有superclass ；
    
  • 实例对象所在的类，存在superclass，类的superclass后面会指向Root Class，Root Class的super Class是nil；
    
  • 元类也存在superclass，元类的superclass后面会指向Root Meta Class，而Root Meta Class的superclass倒是Root Class。
    

因此：

• 根元类的isa指针指向本身
• 根元类的superclass指向root class
• 根类的isa指向根元类
• 根类的superclass指向nil

附旧版Class结构：

typedef struct objc_class *Class;
Class 实际上是指向 objc_class 结构体的指针。objc_class 的数据结构以下：
struct objc_class {
    Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
#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
} OBJC2_UNAVAILABLE;

复制代码

/// An opaque type that represents an Objective-C class.
typedef struct objc_class *Class;
/// A pointer to an instance of a class.
typedef struct objc_object *id;

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• Class是一个指向objc_class（类）结构体的指针，而id是一个指向objc_object（对象）结构体的指针。

• objec_object（对象）中isa指针指向的类结构称为objec_class（该对象的类），其中存放着普通成员变量与对象方法 （“-”开头的方法）。

• objec_class（类）中isa指针指向的类结构称为metaclass（该类的元类），其中存放着static类型的成员变量与static类型的方法 （“+”开头的方法）。

附图：
旧版Class

新版Class

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四、函数四要素都是什么？

答：函数名，函数参数，参数类型，返回值类型（PS:ObjC通常叫方法，不叫函数）

OC method简单介绍

typedef struct objc_method *Method;
struct objc_method {
    SEL method_name OBJC2_UNAVAILABLE;  //方法名
    char *method_types OBJC2_UNAVAILABLE;   //方法类型
    IMP method_imp OBJC2_UNAVAILABLE;   //方法实现
}
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objc_method 存储了方法名，方法类型和方法实现。

方法名类型为 SEL

方法类型 method_types 是个 char 指针，存储方法的参数类型和返回值类型 method_imp 指向了方法的实现，本质是一个函数指针 Ivar Ivar 是表示成员变量的类型。

typedef struct objc_ivar *Ivar;
struct objc_ivar {
    char *ivar_name OBJC2_UNAVAILABLE;
    char *ivar_type OBJC2_UNAVAILABLE;
    int ivar_offset OBJC2_UNAVAILABLE;
#ifdef __LP64__
    int space OBJC2_UNAVAILABLE;
#endif
}
复制代码

其中 ivar_offset 是基地址偏移字节

IMP

IMP在objc.h中的定义是：

typedef id (*IMP)(id, SEL, ...);
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它就是一个函数指针，这是由编译器生成的。当你发起一个 ObjC 消息以后，最终它会执行的那段代码，就是由这个函数指针指定的，而 IMP 这个函数指针就指向了这个方法的实现。

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五、实例方法去哪里找？

答：其所属的类的方法表

拓展

问：oc是如何找到须要执行哪一个方法的？
答：当须要执行某个实例方法的时候（类方法相似），oc会先去该类的方法的缓存列表里面查找，若找到了，则执行，不然，去该类的方法列表中查找是否存在该方法，存在，执行该方法并更新方法缓存列表，不然，去该父类缓存以及父类方法列表查找，直到根类，若还未找到，则启用动态解析以及消息转发流程，若仍是失败，报unrecognized selector异常

感谢大佬提供的流程图

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