本章内容：

类的本质结构，以及类与元类的关系。类的属性、成员变量、实例方法、类方法等分别在什么地方存储。

总结：

1.类和元类的内存在编译后是已经分配好，而且只有一份；

2.类的isa -> 元类isa -> 根元类，而根元类的isa又指向它自己。根元类继承与它本身的类。例如NSObject和NSProxy的元类都是继承于它本身。而根类继承于nil；

3.类和元类的本质是objc_class结构体，而它的成员变量从上至下依次是：isa(8)、superClass(8)、chache(cache_t结构体16字节)、bits(class_data_bits_t结构体 8字节)；

4.类的成员变量、属性、实例方法等可以通过bits进行查找。而类方法则在元类中存储也可以通过bits查找，类的属性、实例方法可以通过bits查找到class_rw_t（rw可读可写的，代表的是运行时允许改变的结构，dirty memory）结构体，然后通过rw的方法properties()、methods()、protocols()中找到，或者通过rw找到class_ro_t（ro只读的，代表编译时就已经确定的结构运行时不能修改，至于划分这两个是WWDC2020runtime进行的优化 clean memory）找到其成员baseProtocols、ivars、basePropertyies、函数baseMethods()等。类的成员变量在ro中找到

5.看下图，得到：对象的isa -> 类，类的isa -> 元类，元类的isa -> 根元类，根元类的isa -> 根元类本身；然后再得到类的继承关系：SubClass -> SuperClass -> RootClass -> nil；然后还可以得到元类的继承关系：SubClass(meta) -> SuperClass(meta) -> RootClass(meta) -> RootClass -> nil

探索类的本质结构以及类与元类的关系

探索类的本质结构，我们要先举例说明，如下图类Person 以及它的子类 Manger。探索Person *p1 = [[Person alloc] init]

先告诉结果其Person类的内容，接下来会看objc源码进行验证：1.类的isa，2.superClass父类指针地址 3.cache，4. bits。而且我们要明白一点

Person *p1 = [[Person alloc] init];
Person *p2 = [[Person alloc] init];
NSLog(@"----%@-----%p", p1, &p1);
NSLog(@"----%@-----%p", p2, &p2);
输出结果：
----<Person: 0x101a06450>-----0x7ffeefbff408
----<Person: 0x101a064b0>-----0x7ffeefbff410

&p1（0x7ffeefbff408，指针的指针） -> p1（0x101a06450），p1的isa -> 类。

根据objc 查看类的内存结构

我们通过clang转c++底层代码的时候已经知道对象的本质是objc_object结构体。但是我们发现对象的isa是指向其类的地址的而且还发现类的地址竟然也会有结果，而且在我们OC层面的时候那个Class也代表的是类，而Class其实objc_class *结构体指针，我们是不是就可以知道类的本质就是objc_class结构体，而且它是继承于objc_object结构体的。

探索类与元类之间的关系

1.继续用LLDB进行验证，然后发现了Person类的isa所指向的内存地址输出显示还是一个Person。是不是就验证了我们之前的猜想。

2.继续进行查看地址Person元类地址0x0000000100008680的内容，发现了其isa指向了NSObject元类0x000000010036a0f0

3.然后再探索NSObject元类0x000000010036a0f0

总结：得到上面总结2、3、5

副总结：本章没有进行说明，但是可以自己去验证类继承：Manger -> Person -> NSObject -> nil；元类继承：Manger -> Person -> NSObject -> （根元类本身）

探索类的属性、成员变量、实例方法、类方法存储地方

探索类例子：获取Person类中的属性、成员变量、实例方法

验证：本内容进行简略，如有需要可以详细看objc源码内容只说大概流程以及验证方法

1.获得Person类

获取其bits。bits的指针位置是Person的isa + 0x20(32字节)。至于为什么请查看结构体objc_class。它的成员bits在最后一个所以是：类地址+ isa的大小(8字节)+superclass大小(8字节)+cache大小(16字节)

2.获取class_rw_t结构体

objc_class内部方法class_rw_t *data()获取class_rw_t结构体

3.获取属性

调用class_rw_t方法const property_array_t properties() const

4.获取实例方法

调用class_rw_t方法const method_array_t methods()

5.获取成员变量

调用class_rw_t方法const class_ro_t *ro() const获取结构体class_ro_t，然后再打印其成员ivars

6.获取类方法

获取类方法和4是一致的只是需要用元类去获取。

7.获取protocol协议

因为是后续补充的，所以跟上面不一样，只演示实例方法，先上例子：

验证：

注意：由于它底层给的是一个protocol_ref_t，其实它就是protocol_t *结构体指针地址。所以我们要进行强转

1.先看protocol_list_t结构体，我们要先获取的是list[0]

2.LLDB进行强转

3.查看protocol_t输出。

mangledName：代表的是本协议地址
protocols：代表的是继承协议的地址（已经验证为NSObject协议，而NSObject协议继承于nil。无中生有）
instanceMethods：协议的实例方法
classMethods：协议的类方法
optionalInstanceMethods：协议的可选实例方法
optionalClassMethods：协议的可选类方法
instanceProperties：实例属性
_classProperties：类属性（这个不确定，不知道怎么验证）

补充

苹果为什么要将类的结构分为rw，ro，rwe呢？

因为运行时的机制，我们可能在运行时对类插入方法，属性等，这就造成了很大一部分内存浪费。所以WWDC2020就公布了这一结果，由过去的全部堆放在一块，分为了rw（class_rw_t）, ro（class_ro_t）, rwe（class_rw_ext_t）。苹果尊崇dirty越少,clean越多越好。因为在底层虚拟内存机制（当内存不足时会把一部分内存回收掉，后面再次使用的时候从硬盘加载出来，swap机制），clean Memory是可以从硬盘中重新加载，但是dirty Memory是运行时的数据，这部分数据不能被轻易回收，一旦回收就意味着么的了。所以一般会回收clean Memory，但是如果说dirty Memory过大那也不惯他。

rw：可读可写（dirty Memory），用户可以在运行时插入方法属性到这里。运行时内存会改变。但是rw包含了ro和rwe

ro: 只读（clean Memory），当类加载后，其成员变量，属性，方法在这里，运行时的修改不影响这里

rwe: 可扩展，意思是类的额外信息，但是实际使用时候，只有很少的类会改变其内容，避免消耗就有了rwe。

OC底层原理4之类和元类的本质