iOS 类的数据结构

数据结构

Class 就是结构体 objc_class

内部结构如下，需要注意的是objc_class继承自objc_object，那么里面就应该有一个isa。

参数名	类型	作用
isa	Class	isa指针，指向元类
superclass	Class	父类
chache	cache_t	方法缓存，大小由内部成员决定
bits	class_data_bits_t	存储了一些数据
data	class_rw_t	获取bits里存储的data

1、isa

具体请看 isa详解

2、superclass

看变量名就知道这是父类对象，不需要过多解释

3、cache 方法缓存

cache顾名思义是缓存

参数名	类型	大小	作用
_buckets	数组	8字节	存储一个个结构体bucket_t
_mask	mask_t，实际就是uint32_t	4字节	掩码
_occupied	mask_t，实际就是uint32_t	4字节	已缓存的数量

接下来看bucket_t是什么，bucket_t有2个成员变量_imp和key，这不用多说肯定是方法和关键值。那么我们就可以猜想，是不是能根据key获取到对应的IMP，进行方法调用？至此也确定了cache里缓存的是方法。

4、bits 和 data

可以看到bits是一个64位的数据段，那么里面存了什么数据呢?

在bits下面紧接了一个data的声明，返回的正是bits里面的数据。但是类型是class_rw_t？

4-1 class_rw_t 结构

methods方法、properties属性、protocols协议，都是我们平常在声明类的时候能看到的，感觉相当熟悉。但是里面还有一个class_ro_t类型的成员变量ro引起了我的注意

4-2 class_ro_t 结构

ro里也有方法、属性、协议，还有实例变量，这是为什么呢？

4-3 探索 class_rw_t

LGPerson如下

执行代码打印获取到LGPerson类的结构，可以直接看到isa和superClass。但是怎么获取class_rw_t和class_ro_t 呢？

通过isa地址向右偏移32位可以获取到bits

输出methods，看到数量为4，存储了我们声明的sayHello方法以及nickName的setter、getter方法，但是并没有看到sayHappy方法？

输出properties可以看到我们声明的nickName属性，符合我们的预期

输出protrols，里面是空的，也符合预期

至此，对比LGPerson文件我们还没有看到sayHappy方法和成员变量hobby，猜测它们又被存储在哪里呢？来输出ro看看

输出baseMethodList可以看到里面的内容和rw的methods是一样的，没有sayHappy方法

输出baseProperties，很可惜依旧没有找到hobby

输出ivars，可以看到count为2，单独输出以后我们可以看到hobby和_nickName都在其中

4-4、类方法存储

sayHappy方法到底去哪里了？sayHappy 和sayHello 区别在于 sayHello 是实例方法， sayHappy 是类方法。这说明了实例方法存储在类对象中，类方法不存储在类对象中。

那么类方法存在哪里呢？大胆猜测一下类方法会不会存在元类对象中呢？接下来去元类中寻找一下。

输出元类的方法列表

4-5、bits和ro数据重复问题

bits里面存储了方法列表、属性列表等成员变量，为什么还需要ro再存储一份？

objc_class结构中的data()方法可以返回bits的信息，那么我们便可以通过setData()向上查找调用方看看class赋值流程，也许就能解开这个问题。

找到编译期间执行的realizeClass方法，这里应该就是最初的地方。 但这里并没有对rw里面的列表赋值，编译期间rw的各个列表应该是空值！

那么rw的数据又是从哪里来的呢？这就涉及到了methodizeClass方法，就是它向rw中添加类的方法列表、协议列表、属性列表。

执行了methodizeClass后ro中的属性、对象方法，协议都添加到了rw中。这样在class_rw_t结构中可以拿到类的相关信息了。也就形成了以下结构：

虽然找到了实现，但是还是不知道为什么这么存呀。这就需要看看了realizeClass在什么时候调用了。这个时候，prepare_load_methods引起了我的注意

prepare_load_methods是加载分类时会调用的方法，结合methodizeClass我们会发现分类添加的方法统统都会加入到rw而不加入ro。ro保留着类最原始的数据，后续改变都无法侵入它！

总结

至此，疑问已经解开，类结构已经解析完毕。

结论如下：

• .h文件声明属性会自动生成setter、getter、成员变量。
• 实例方法存在类中，类方法存在元类中
• 原始方法会存在ro中，分类方法存在rw中