OC对象的本质(中):OC对象的种类

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OC对象的本质(上):OC对象的底层实现原理

OC对象的本质(下):详解isa&superclass指针

Objective-C中的对象,简称OC对象,主要分3类

  • instance对象(实例对象)
  • class对象(类对象)
  • meta-class对象(元类对象)

instance 实例对象

instance对象就是通过alloc方法创建出来的对象,每次调用alloc方法都会生成新的instance对象

NSObjcet *object1 = [[NSObject alloc] init];
NSObjcet *object2 = [[NSObject alloc] init];

上面的object1 object2都是NSObject的instance对象(实例对象),因为他们都有自己的独有内存,所以是两个不同的对象

instance对象在内存中存放的信息包括

  • isa指针(因为基本上我们常用的类以及自定义类都继承自NSObject,所以我们这里讨论的instance里面都包含isa指针)
  • 其他成员变量

class 类对象

class对象的作用是用来描述一个instance对象,它内部存放一个类的属性信息(@property)、对象方法信息(instance method)、协议信息(protocol)、成员变量信息(ivar),另外class对象里面还有两个指针,isa指针 和 superclass指针。

可以通过一下方法,获取一个类的类对象

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        // insert code here...
        NSLog(@"Hello, World!");
        
        NSObject *obj1 = [[NSObject alloc] init];
        NSObject *obj2 = [[NSObject alloc] init];
        
        Class objClass1 = [NSObject class];
        Class objClass2 = [obj1 class];
        Class objClass3 = [obj2 class];
        Class objClass4 = object_getClass(obj1);
        Class objClass5 = object_getClass(obj2);
        //一个类在内存中只存一份
        NSLog(@"\nobjClass1:%p\nobjClass2:%p\nobjClass3:%p\nobjClass4:%p\nobjClass5:%p",
              objClass1,
              objClass2,
              objClass3,
              objClass4,
              objClass5);
        
        }
    return 0;
}

如上图打印结果,可以看出,一个类的类对象是唯一的,在内存中只存一份,这也很好理解,因为类对象中的信息只需要一份就够了。

meta-class 元类对象

meta-class对象的作用是用来描述一个class对象。跟class一样,元类对象在内存中也是只有一份的。它内部存储了 isa指针 + superclass指针 + 类方法信息(+方法)

下面是元类对象一些相关的api:

  • object_getClass(<class对象>);获取元类对象,参数为一个类对象
  • class_isMetaClass(<class对象/meta-class对象>);判断是否是元类对象

因为classmeta-class对象都可以通过object_getClass获得,因此他们的类型都是一样的,都是typedef struct objc_class *Class这个Class类,可以理解,它们各自利用Class的一些成员变量来实现自己的功能。

几个常用方法的区别
(a)Class objc_getClass(const char *aClassName)
  • 入参是一个字符串,也就是类名
  • 返回值是对应的class对象
  • 因为我们通过字符串,只能定义类的名字,所以这个方法只能返回class对象
(b)Class object_getClass(id obj)
  • 入参obj可以是instance对象class对象或者meta-class对象
  • 返回值
    • 传入instance对象,返回对应的class对象
    • 传入class对象,返回对应的meta-class对象
    • 传入meta-class对象,返回NSObject(基类)meta-class对象
/***********************************************************************
* object_getClass.
* Locking: None. If you add locking, tell gdb (rdar://7516456).
**********************************************************************/
Class object_getClass(id obj)
{
    if (obj) return obj->getIsa();
    else return Nil;
}

根据上面的object_getClass的源码实现,我们看到,这个方法返回的是isa指针。

我用仅有的一点美术功底,手绘描述了一下各种isa间的关系,所以根据instanceisa可以得到它的class对象,根据classisa指针,可以得到它的meta-class对象,至于meta-class的isa`指针问题,我们留到下一章仔细论述。

(c)- (Class)class & + (Class)class

一个类的实例方法和类方法里面都有这个方法。我们用代码来测试一下

#import <Foundation/Foundation.h>
#import <objc/runtime.h>
int main(int argc, const char * argv[]) {
    @autoreleasepool {
        
        
        NSObject *obj1 = [[NSObject alloc] init];
        
        Class objClass1 = [NSObject class];
        Class objClass2 = [obj1 class];
        Class objClass3 = [objClass1 class];
        Class objClass4 = [objClass2 class];
        //一个类在内存中只存一份
        NSLog(@"\nobjClass1:%p\nobjClass2:%p\nobjClass3:%p\nobjClass4:%p",
              objClass1,
              objClass2,
              objClass3,
              objClass4);
        
        }
    return 0;
}

输出结果如下

image.png

根据结果,我们可以总结出,一个class对象调用(Class)class方法,返回的不是它的meta-class对象,而是它自身。总之,不论- (Class)class 还是 + (Class)class,都只能返回一个类的`class对象


OC对象的本质(上):OC对象的底层实现原理

OC对象的本质(下):详解isa&superclass指针

特别备注

本系列文章总结自MJ老师在腾讯课堂开设的OC底层原理课程,相关图片素材均取自课程中的课件。